【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造领域，具体为一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法。
技术介绍
1、增材制造过程是逐层沉积的过程，为了模拟这一过程，在abaqus或者ansys软件热源添加模块需要逐层激活网格单元；而目前的有限元建模流程为：几何模型导入、几何清理、设置网格尺寸、划分面网格、生成实体网格单元；采用这种方法建立网格模型可以满足大部分后续有限元分析工作；但是这样生成的网格单元类似于一种随机排布的状态，如果沿高度方向截去部分单元，剩余的实体单元表面凹凸不平，不同单元结点林立，因此，目前的建模方法不能满足这一需求；为了解决这一问题，常规的处理方法是首先在catia、solidwroks等三维建模软件中将模型进行切片，随后将模型导入有限元建模软件，但是这样一层层的几何模型是没有连接到一起的，需要手动将所有的层与层之间的边线paste到一起，否者层与层之间生成的实体单元也都是不连接的；但是对于高1m构件来说，如果每2mm分一层，共需500层，这种方法需要耗费很长时间用于模型几何处理，因此亟需一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，能有效解决上述现有技术中存在的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，构建增材制造大型复杂结构的几何模型，并导入ansa软件中，包括如下步骤：
4、s2、沿增材制造成形方向间隔复制若干所述平面；
5、s3、将生成的所有平面与所述几何模型相交，获得交线；
6、s4、保留相交后层与层之间的面，并生成面网格；
7、s5、识别几何模型中的封闭几何腔体，并在封闭几何腔体中批量填充实体，生成实体单元。
8、优选的，在步骤s2中，所有所述平面将所述几何模型形成n层：n＝h/x，h为几何模型朝向增材制造成形方向的高度，x为相邻所述平面的间距。
9、优选的，在ansa软件中，采用采用copy entity功能，步长设置为x，步数为层数n-1，方向选择成形方向。
10、优选的，在步骤s3中，所述交线为三个面相交于一条线的异常线条。
11、优选的，在ansa软件中，点击geometry的faces/intersection功能，框选平面确认后，再选择零件确认，生成ansa软件认为几何模型有误的异常线条。
12、优选的，在步骤s4中，删除基板和构件以外的面，保留相交后层与层之间的面。
13、优选的，在步骤s5中，识别封闭几何腔体数量，判断数量是否正确，并在错误时定位错误出现的位置进行修正。
14、优选的，在ansa软件中，点击volume mesh模块，volumes/defines/auto detect功能，每一个封闭的腔体均建立一个volume；其中，相邻两侧的封闭几何腔体共面，且面网格相同。
15、优选的，完成实体单元创建后导出并对几何模型进行材料参数、边界条件、加载工况的设置。
16、有益效果：本专利技术中创建平面并沿增材制造成形方向间隔复制若干平面；将生成的所有平面与几何模型相交；从而三个面相交于一条线的异常线条，能保障在后续网格划分过程中层与层之间的网格共结点，可大量减少手动粘贴边线或创建边线的重复劳动，节约增材制造大型复杂结构有限元建模时间，进而增加增材制造大型复杂结构设计、成形工艺迭代效率。
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1.一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，构建增材制造大型复杂结构的几何模型，并导入ANSA软件中，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在步骤S2中，所有所述平面将所述几何模型形成N层：N＝H/X，H为几何模型朝向增材制造成形方向的高度，X为相邻所述平面的间距。
3.根据权利要求2所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在ANSA软件中，采用copy entity功能，步长设置为X，步数为层数N-1，方向选择成形方向。
4.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在步骤S3中，所述交线为三个面相交于一条线的异常线条。
5.根据权利要求4所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在ANSA软件中，点击Geometry的Faces/Intersection功能，框选平面确认后，再选择零件确认，生成ANSA软件认为几何模型有误的异常线条。
6.
7.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在步骤S5中，识别封闭几何腔体数量，判断数量是否正确，并在错误时定位错误出现的位置进行修正。
8.根据权利要求7所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在ANSA软件中，点击VOLUME MESH模块，Volumes/Defines/Auto Detect功能，每一个封闭的腔体均建立一个volume；其中，相邻两侧的封闭几何腔体共面，且面网格相同。
9.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：完成实体单元创建后导出并对几何模型进行材料参数、边界条件、加载工况的设置。
...【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，构建增材制造大型复杂结构的几何模型，并导入ansa软件中，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在步骤s2中，所有所述平面将所述几何模型形成n层：n＝h/x，h为几何模型朝向增材制造成形方向的高度，x为相邻所述平面的间距。
3.根据权利要求2所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在ansa软件中，采用copy entity功能，步长设置为x，步数为层数n-1，方向选择成形方向。
4.根据权利要求1所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在步骤s3中，所述交线为三个面相交于一条线的异常线条。
5.根据权利要求4所述的一种用于增材制造大型复杂结构的快速有限元建模方法，其特征在于：在ansa软件中，点击geometry的faces/intersection功能，框...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏芳，张纪奎，李卓，马晨，翁飞翔，涂煜璇，熊林，齐士杰，陈德强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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