用于模态仿真的有限元建模方法技术

本发明专利技术公开了一种用于模态仿真的有限元建模方法，包括以下步骤：导入待分析物体的网格模型；检查该网格模型的完整性；建立所述组件之间的连接；建立所述组件的属性卡片和材料卡片；建立模态计算工况；导出经上述步骤处理的网格模型。采用这一方法，分析人员、工程师、甚至是对有限元分析方法不了解的人员都能快速建立分析模型，进行计算和查看结果，并提高分析模型质量，减少错误的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机辅助工程和软件
，尤其涉及一种用于汽车内饰模态仿真的有限元建模方法。
技术介绍
汽车内饰的固有频率作为其固有特性，它的高低对整车的NVH性能有重要的影响，不仅影响内饰的振动耐久性能，而且对整车的噪声控制也有较大的影响。在汽车内饰开发的过程当中，经常使用计算机仿真的方法来求解汽车内饰的固有频率，也就是所谓的模态仿真。在模态仿真过程中，我们不仅关注仿真的准确性，而且还关注仿真的效率。仿真的准确性依赖于模型的准确性，汽车内饰是一个相对复杂的系统，在模型建立的过程中，经常会出现材料参数，厚度信息以及内部连接等错误，这些错误可能造成最终模态仿真结果的失真。另一方面，仿真模型的建立，都是使用商业软件如Altair HyperMestuANSA等来实现的，这些商业软件都是适用于不同行业的通用前处理软件，而没有专门针对于特定分析的需求，仅仅依靠其原有的功能，往往造成了仿真模型建立效率低下，比如定义厚度，定义连接等只能用手动的方式来进行，不仅容易出错，而且重复工作量巨大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，使分析人员、工程师能快速建立分析模型，进行计算和查看结果，并提高分析模型质量，减少错误的发生。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种，包括以下步骤(1)导入待分析物体的网格模型的文件的步骤，所述网格模型由网格单元组成，所述文件为include文件，且包含所述网格模型的组件和该组件所属的总成；(2)检查所述网格模型的完整性的步骤；(3)建立所述组件之间的连接；(4)建立所述组件的属性卡片和材料卡片；(5)建立模态计算工况的步骤，在所述网格模型中添加模态计算所需的一些参数卡片，并修改模态分析输出的上下限和输出阶数参数；(6)导出经上述步骤处理的网格模型。其中，在步骤(2)中，将调用一个配置文件，该配置文件是个文本文件，主要包含被调用的材料数据库的具体路径和名称，这样只要更改配置文件的信息，就能达到调用不同材料数据库的目的。本专利技术通过二次开发编码，优化执行流程，利用配置的方式即可生成用于计算的网格模型文件，是完全面向计算机辅助工程工程师提出的。分析人员、工程师、甚至是对有限元分析方法不了解的人员都能使用此方法快速建立分析模型，进行计算和查看结果，并提高分析模型质量，减少错误的发生。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术的调用界面；图3为检查组件的流程图；图4为建立连接模块的流程图；图5为建立连接组件的界面；图6为建立连接组件的流程图；图7为新建连接的界面。具体实施例方式下面根据图1-7，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本专利技术的功能、特点。本专利技术的的流程图如图1所示，调用界面如图2 所示。基于Altair Hyperfforks软件架构和TCL/TK编程语言，构造依次执行的六个功能模块，分别为导入网格模型模块1、检查网格模型模块2、建立连接模块3、建立属性和材料卡片模块4、建立模态计算工况模块5、导出网格模型模块6。点击图2所示的“Import Model”按钮，导入网格模型模块1以遍历循环的方式， 选择要导入的待分析物体的网格模型的路径和文件。该文件是一个以“.dat”为后缀的、对应一个include文件的网格模型文件，里面包含有若干个总成(assembly)，每个总成里面又包含有若干个组件(component)，每个组件里面都包含着有限元网格信息。再把每个文件都导入至Ij AltairHyperMesh中。通过HyperMesh Include Browser可以看到导入后的网格模型的层次结构。网格模型导入完成后，点击图2所示的“Check Model ”按钮，检查网格模型模块2 可检查网格模型的完整性，即检查网格模型是否符合命名规范。结合图3，具体检查过程是， 针对导入有限元网格模型中的每一个组件，先读取该组件的名字，并检查此组件的名字中是否有厚度信息，检查的方法是用TCL语言中的字符串查找函数查找组件名字字符串中是否含有或者V0，其中*为0-9之间的数字。如果此字符串函数能找到与之匹配的字符， 那么就表明此组件的名字中含有厚度信息。前后两个*不一定相同，若I^(Vn)为3P5，则表示厚度为3. 5。再检查此组件所属的总成的名字中是否含有材料信息，检查的方法是先调用配置文件以加载信息，该配置文件是个文本文件，主要包含被调用的材料数据库的具体路径和名称，这样只要更改配置文件的信息，就能达到调用不同材料数据库的目的。用TCL 语言中文件打开和读取函数来读取这个配置文件，获得材料数据库的信息。然后调用材料数据库，这是通过读取存储在一个远程或者本地目录中的材料数据库来实现的，数据库的文件格式是CSV文件格式。读取的材料数据库的字段有Material Code (材料编号)、E (杨氏模量)、冊(泊松比)、RH0(密度)这四个字段。读取的这四项材料信息被保存在一个组件名字字符串中，再用TCL语言的字符串查找函数，查找该字符串中是否含有材料编号。如果厚度信息和材料信息都能找到，那么就把此组件的信息，包括组件名字、组件编号(ID)、 组件厚度信息、组件材料信息、组件材料编号、组件质量、组件所属总成的名字、组件所属总成的编号都输出到一个输出检查文件(CSV文件)中。如果此时发现网格模型有缺陷，那么可以做相应的更改(这样的更改包括更改组件和总成的命名)，然后再检查网格模型。查看CSV文件可以找出网格模型格式的错误。常见的错误有没有找到属性、材料信息，没有找到组件或者总成信息等。完整的网格模型导入后，如果对于单个网格模型没有建立好连接组件或者约束组件，那么这时可以通过建立连接模块3来建立连接组件、约束组件和建立连接。该模块的流程如图4所示。建立连接模块3包括建立连接组件子模块31。点击图2中的“NewCormection Comps”按钮，即可运行该子模块，并弹出如图5所示的操作界面。网格模型是由网格单元组成的，常见的网格单元有2D四边形单元、2D三角形单元等。连接组件的建立是根据所选的网格单元，查找到网格单元所属的组件和总成后，自动建立和命名连接总成和连接组件。 为了保证连接组件名称的唯一性，连接组件的名字中包含了该组件的编号信息。此外连接组件中还包含的信息有连接类型和连接单元的厚度。结合图6，此模块运行时，针对每个连接组件i，先是读取此连接组件的名字，采用TCL语言中字符串分割函数split，读取分割组件名字中所包含的连接类型和连接数量η的信息。参考图5，连接类型就是指SCREW2、 SCREW3、CLIP2和CLIP3中的SCREW和CLIP。用split函数分割时，也就是分割SCREW和 CLIP这两个关键词。η就是SCREW2、SCREW3等后面的数字2或者3。根据连接类型和连接数量n，采用Isearch函数在整个网格模型中搜索所有的连接组件，测量这两两连接组件之间的距离，保存所有距离数据信息在一个临时变量temp中，并对此距离数据进行大小顺序排列。如果连接数量η为2，那么找出距离最小值所对应的连接组件j，把连接组件i和j 用有限元中的ID单元进行连接。如果连接数量η为3，那么找出与连接组件i距离最小的两个连接组件j和k，把连接组件i、j和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于模态仿真的有限元建模方法，包括以下步骤：（１）导入待分析物体的网格模型的文件，所述网格模型由网格单元组成，所述文件为ｉｎｃｌｕｄｅ文件，且包含所述网格模型的组件和该组件所属的总成；（２）检查所述网格模型的完整性；（３）建立所述组件之间的连接；（４）建立所述组件的属性卡片和材料卡片；（５）建立模态计算工况，在所述网格模型中添加模态计算所需的一些参数卡片，并修改模态分析输出的上下限和输出阶数参数；（６）导出经上述步骤处理的网格模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆，刘兵，韩鑫，
申请(专利权)人：延锋伟世通汽车饰件系统有限公司，
类型：发明
国别省市：31