一种有限元温度场结果的映射方法技术

一种有限元温度场结果的映射方法，(1)利用IDEAS软件求解待分析对象映射源模型的温度场，获得包含模型信息的INPF文件和包含节点温度信息的tmgtempn.unv文件；所述的模型信息包括单元信息和节点坐标；(2)从INPF文件中提取模型信息，从tmgtempn.unv文件中提取节点的温度信息，利用提取的信息生成bdf格式的NASTRAN模型；(3)将上述生成的NASTRAN模型导入PATRAN软件中；(4)在PATRAN软件中，将导入的NASTRAN模型的温度场映射到PATRAN软件中的目标模型上，实现从IDEAS模型计算的温度场到PATRAN模型温度场的映射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有限元温度场分析结果在不同模型之间的映射，特别适用于由IDEAS模型的温度场结果映射到PATRAN模型的温度场。
技术介绍
卫星在轨热变形计算一般要经过两个步骤:I)在轨温度场计算2)以温度场作为载荷计算结构热变形目前的商业软件中已有多个产品可以实现上述功能:I) 1-DEAS、UGNX 和 FEMAP1-DEAS、UGNX 和 FEMAP 均为 SIEMENS 公司的产品，1-DEAS 和 UGNX 以 TMG 模块计算卫星在轨温度场，然后用结构分析模块计算相应温度场下的结构变形。2) PATRANPATRAN是MSC公司的产品，以SINDA/G模块计算卫星在轨温度场，然后用NASTRAN计算相应温度场下的结构变形。如果热分析模型和结构分析模型是同一模型的话，上述两个系列的产品都能够非常容易的计算卫星的在轨热变形。但是，如果热分析模型和结构分析模型不同，则需要一个温度场的映射过程(即maping过程)，1-DEAS、UGNX和PATRAN都具有温度场的映射功能，但前提是两个模型是同一环境下建模。当两个模型由不同软件建模时，1-DEAS软件的温度场计算结果尚没有方便直接的方法可以实现到PATRAN模型的温度场映射。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，实现温度场在不同有限元模型之间的映射。具体而言，本专利技术实现了从IDEAS模型计算的温度场到PATRAN模型温度场的映射，为温度场在不同模型之间进行映射提供了 一种新方法。本专利技术的技术解决方案是:，步骤如下:(I)利用IDEAS软件求解待分析对象映射源模型的温度场，获得包含模型信息的INPF文件和包含节点温度信息的tmgtempn.unv文件；所述的模型信息包括单元信息和节点坐标；(2)从INPF文件中提取模型信息,从tmgtempn.unv文件中提取节点的温度信息，利用提取的信息生成bdf格式形式的NASTRAN模型；(3)将上述生成的NASTRAN模型导入PATRAN软件中；(4)在PATRAN软件中，将导入的NASTRAN模型的温度场映射到PATRAN软件的目标模型上，实现从IDEAS模型计算的温度场到PATRAN模型温度场的映射。所述步骤⑵的具体实现步骤如下:(2.1)从INPF文件中提取节点坐标:搜索INPF文件，当第一次搜索到连续的只有第一列为-1的两行时，则依次提取每行的数据，直至出现第一列只有-1的行结束；提取每行的第一个数据填充在NASTRAN模型节点信息的节点编号位置，每行的后三个数据依次作为该节点编号下的X、Y、Z坐标填充在NASTRAN模型节点信息的相应位置；(2.2)从INPF文件中提取单元信息:搜索INPF文件，搜索到SURFACE关键字时，将该关键字前第一个数据填充到NASTRAN模型单元信息的单元编号位置，将该关键字后第三个数据填充到NASTRAN模型单元信息的属性编号位置，该关键字对应行中第三个数据之后的数据作为该单元的节点编号填充到NASTRAN模型单元信息的相应节点编号位置；(2.3)根据INPF文件，生成单元特性信息和单元类型信息，单元特性的数量和INPF文件中的数量一致，单元特性中引用的材料特性可任意定义为NASTRAN认可的各向同性材料；单元的类型根据SURFACE关键字后的节点数目确定，具体而言就是，2个节点对应CROD单元，三个节点对应CTRIA3，四个节点对应CQUAD4单元。(2.4)从tmgtempn.unv文件中提取节点编号及该编号对应的温度值，将其转换为NASTRAN的温度载荷信息；完成bdf格式的NASTRAN模型的建立。当IDEAS中的映射源模型与PATRAN中的目标模型单位制不同时，在步骤(2.1)前需要进行坐标变换和比例缩放，以实现单位转换和空间平移。本专利技术与现有技术相比有益效果为:I)利用本专利技术，可以在脱离IDEAS软件环境的条件下，实现对IDEAS温度场结果的处理。2)可以对不同软件环境下的模型进行温度场映射。3)对导入的不同单元特性赋予不同的NASTRAN单元特性，保证了模型在导入PATRAN后可以通过对不同单元特性分组的方法生成不同的组，这有利于对导入模型的进一步处理。4)可以对导入模型的坐标进行比例缩放，使得两个模型的单位即使不一致，仍然可以进行映射。5)可以在一个模型中同时导入多个工况,直接生成映射温度场。6)目前该项技术已应用于某发动机支架和某天线的在轨热变形分析，获得了良好的生产科研效益。附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为本专利技术某发动机支架IDEAS源模型示意图；图3为本专利技术某发动机支架待映射温度场的PATRAN目标模型示意图；图4为本专利技术建立连续场的界面示意图；图5为本专利技术切换到要映射温度场的目标模型所在组示意图；图6、7分别为源模型温度场和映射后的目标模型温度场。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做详细说明，具体步骤如下:本专利技术的具体操作步骤如下:I) IDEAS模型转换为NASTRAN模型首先需要IDEAS求解温度场的两个结果文件:a) INPF:包含模型信息(单元信息和节点坐标)b) tmgtempn.unv:包含节点温度信息 2) NASTRAN模型节点信息生成提取节点信息需要INPF文件。INPF文件的文件头包含了一些求解的参数和一些注释信息，这些信息和提取无关，如果第一次出现连续的只有第一列为-1的两行，则接下来的数据行即为节点编号和坐标值，每一行由如下格式构成:节点编号X坐标Y坐标Z坐标各项之间用空格隔开，不同版本的各项位置略有不同，但均是用空格隔开的自由格式。各行之间连续，无空行和其它信息，当出现在第一列只有-1的行时，坐标信息结束。由INPF的坐标信息生成为如下短格式的NASTRAN节点信息(注意各个字域用竖线隔开，前面两行为字域位置标识，不是正式修改内容，下同):本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有限元温度场结果的映射方法，其特征在于步骤如下：(1)利用IDEAS软件求解待分析对象映射源模型的温度场，获得包含模型信息的INPF文件和包含节点温度信息的tmgtempn.unv文件；所述的模型信息包括单元信息和节点坐标；(2)从INPF文件中提取模型信息，从tmgtempn.unv文件中提取节点的温度信息，利用提取的信息生成bdf格式的NASTRAN模型；(3)将上述生成的NASTRAN模型导入PATRAN软件中；(4)在PATRAN软件中，将导入的NASTRAN模型的温度场映射到PATRAN软件中的目标模型上，实现从IDEAS模型计算的温度场到PATRAN模型温度场的映射。

【技术特征摘要】
1.一种有限元温度场结果的映射方法，其特征在于步骤如下: (1)利用IDEAS软件求解待分析对象映射源模型的温度场，获得包含模型信息的INPF文件和包含节点温度信息的tmgtempn.unv文件；所述的模型信息包括单元信息和节点坐标； (2)从INPF文件中提取模型信息,从tmgtempn.unv文件中提取节点的温度信息,利用提取的信息生成bdf格式的NASTRAN模型； (3)将上述生成的NASTRAN模型导入PATRAN软件中； (4)在PATRAN软件中，将导入的NASTRAN模型的温度场映射到PATRAN软件中的目标模型上，实现从IDEAS模型计算的温度场到PATRAN模型温度场的映射。2.根据权利要求1所述的一种有限元温度场结果的映射方法，其特征在于:所述步骤(2)的具体实现步骤如下: (2.1)从INPF文件中提取节点坐标:搜索INPF文件，当第一次搜索到连续的只有第一列为-1的两行时，则依次提取其后每行的数据，直至出现第一列只有-1的行结束；提取每行的第一个数据填充在NASTRAN模型节点信息的节点编号位置，每行的后三个数据依次作为该节点编号下的X、Y、Z坐标填充在NASTRAN模型节点信息的相应位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文波，曾福明，高峰，钱志英，刘国青，王晓宇，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：