【技术实现步骤摘要】
本申请属于有限元建模分析领域，特别涉及一种基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法及装置。
技术介绍
1、管体结构由单层蒙皮及纵向、环向加筋组成，结构蒙皮承受内部流体的压力作用，通过有限元建模可以分析结构的承载能力及应力、变形状态。由于管体结构具有较为复杂的外形，其蒙皮内壁承受的压力不是处处相同的，因此在设计试验载荷时，一般根据管体结构的形状进行分段，分别计算出各段的平均压力，作为试验中各段的压力载荷，如图1所示。
2、现有技术中可通过excel表格将输入载荷按照节点沿坐标轴的位置进行粗略的计算，优点在于excel表格判断公式编辑简单，节点分段统计直接、快速。但为了提高有限元模型的计算精度，通常需要输入细化后的载荷，此时excel表单数据量大、编辑复杂，易出错。
3、同时，即便保证excel表计算结果完全正确，由于管体型面复杂，简单地沿某一坐标轴进行分段(图1中沿x轴)，会造成每一个分段处的剖面形状复杂，导致试验实施时无法在如此复杂的部位设计出合适的加载设备，那么就会引起分段处载荷加载的不准确。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法及装置，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
2、本申请的技术方案是：基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，包括：
3、获取分段节点输入数据和气动载荷输入数据，所述分段节点输入数据包括节点编号和节点对应的坐标值，所述气动载荷输入数据包括气动载荷
4、构建多个数组，所述数组包括分段节点数组、气动节点坐标数组以及气动节点气压数组；
5、通过分段节点数组承载分段节点输入数据中的节点坐标，通过气动节点坐标数组承载启动载荷输入数据中的气动载荷节点及其坐标值，通过节点坐标值生成分段处的三点平面方程，通过判断所述气动节点坐标数组中的气动载荷节点坐标与所述三点平面方程的关系，确定所有气动载荷节点所属的管体分段获得节点分段归属标记，通过所述气动节点气压数组承载所述节点分段所属标记及气动载荷输入数据的气动载荷节点编号和气压；
6、根据节点分段归属标记，统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，计算各分段内的平均气压，最终得到各分段段的最大气压、最小气压和平均气压；
7、将得到各分段段的最大气压、最小气压和平均气压输出至结果文件。
8、进一步的，包括：
9、所述分段节点数组为3个n×3的二维数组，3表示的是异型管体环筋站位处的三个节点数量，3个数组分别用于记录n个环筋站位处的三个节点的x坐标、y坐标、z坐标；
10、所述气动节点坐标数组用于记录气动节点的节点号和节点坐标；
11、所述气动节点气压数组用于记录气动节点的节点号、节点气压及节点分段归属。
12、进一步的，根据三点平面方程与气动载荷节点坐标的计算结果是否小于0来判断气动载荷节点位于该管体分段平面的正面或反面，通过计数变量确定出所有气动节点所属的分段区域，并将计数变量赋值给气动节点气压数组的对应元素，实现分段归属标记。
13、进一步的，通过冒泡算法统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，通过均值算法计算各分段内的平均气压。
14、另一方面，本申请提供了一种基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理装置，包括：
15、数据输入模块，用于获取分段节点输入数据和气动载荷输入数据，所述分段节点输入数据包括节点编号和节点对应的坐标值，所述气动载荷输入数据包括气动载荷节点编号及对应的坐标值和气压；
16、数组构建模块，用于构建多个数组，所述数组包括分段节点数组、气动节点坐标数组以及气动节点气压数组；
17、数据处理模块，用于通过分段节点数组承载分段节点输入数据中的节点坐标，通过气动节点坐标数组承载启动载荷输入数据中的气动载荷节点及其坐标值，通过节点坐标值生成分段处的三点平面方程，通过判断所述气动节点坐标数组中的气动载荷节点坐标与所述三点平面方程的关系，确定所有气动载荷节点所属的管体分段获得节点分段归属标记，通过所述气动节点气压数组承载所述节点分段所属标记及气动载荷输入数据的气动载荷节点编号和气压；
18、数据统计模块，用于根据节点分段归属标记，统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，计算各分段内的平均气压，最终得到各分段段的最大气压、最小气压和平均气压；
19、数据输出模块，用于将得到各分段段的最大气压、最小气压和平均气压输出至结果文件。
20、进一步的，包括：
21、所述分段节点数组为3个n×3的二维数组，3表示的是异型管体环筋站位处的三个节点数量，3个数组分别用于记录n个环筋站位处的三个节点的x坐标、y坐标、z坐标；
22、所述气动节点坐标数组用于记录气动节点的节点号和节点坐标；
23、所述气动节点气压数组用于记录气动节点的节点号、节点气压及节点分段归属。
24、进一步的，根据三点平面方程与气动载荷节点坐标的计算结果是否小于0来判断气动载荷节点位于该管体分段平面的正面或反面，通过计数变量确定出所有气动节点所属的分段区域，并将计数变量赋值给气动节点气压数组的对应元素，实现分段归属标记。
25、进一步的，通过冒泡算法统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，通过均值算法计算各分段内的平均气压。
26、本申请的方法及装置能够对具有复杂型面的管体结构实现各段平均气压的快速计算，且使分段更为合理，载荷更为真实，同时避免表格操作的繁琐性和易错性，可实现对异型管体进行分段平均压力数值的统计计算，既确保了分段气压计算的正确性，同时具有很高的效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，根据三点平面方程与气动载荷节点坐标的计算结果是否小于0来判断气动载荷节点位于该管体分段平面的正面或反面，通过计数变量确定出所有气动节点所属的分段区域，并将计数变量赋值给气动节点气压数组的对应元素，实现节点分段归属标记。
4.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，通过冒泡算法统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，通过均值算法计算各分段内的平均气压。
5.基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理装置，其特征在于，包括：
6.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理装置，其特征在于，包括：
7.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理装置，其特征在于，根据三点平面方程与气动载荷节
8.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理装置，其特征在于，通过冒泡算法统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，通过均值算法计算各分段内的平均气压。
...【技术特征摘要】
1.基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，根据三点平面方程与气动载荷节点坐标的计算结果是否小于0来判断气动载荷节点位于该管体分段平面的正面或反面，通过计数变量确定出所有气动节点所属的分段区域，并将计数变量赋值给气动节点气压数组的对应元素，实现节点分段归属标记。
4.如权利要求1所述的基于有限元模型的管体内壁分段平均压强处理方法，其特征在于，通过冒泡算法统计管体各分段内的最大气压和最小气压得到各分段的最大气压和最小气压，通过均值算法计算各分段内的平均气压。
【专利技术属性】
技术研发人员：殷黎，李明强，冯雅君，郑起，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。