一种轮胎有限元二维网络划分的前处理方法

摘要

本发明提供了一种轮胎有限元二维网络划分的前处理方法。本发明第一步，清理轮胎结构图并绘制完整的轮胎材料分布图；第二步，添加辅助线并绘制单元草图；第三步，形成横断线并对其进行编号；第四步，生成节点多义线和边多义线；第五步，导出结果DXF文件。以最终生成的DXF文件作为输入文件，在这个文件中包含了所有节点的编号及几何信息、单元编号及其所对应的节点编号。本发明的二维网格划分前处理方法，能将以前需要进行1天以上的工作时间缩短到仅仅1个小时左右，大幅度提高了工作效率。本发明不仅仅适用于轮胎行业，还适用于密封行业、建筑行业等其它适合采用AutoCAD进行网格处理，并采用二维有限元分析方法进行仿真的行业。

主权项

一种轮胎有限元二维网络划分的前处理方法，其特征在于：第一步，清理轮胎结构图并绘制完整的轮胎材料分布图：在计算机辅助绘图程序AutoCAD中，打开轮胎的原始结构设计及材料分布草图，清除图中的文字说明、尺寸标注和其它不涉及结构和材料分布的辅助线，最终得到一个干净的图形；在此基础上，按照对轮胎结构设计中材料分布的要求，在图中绘制出不同材料分布之间的界限曲线，得到轮胎最终的材料分布图；第二步，添加辅助线并绘制单元草图：通过分析轮胎中各种材料对单元的需求情况，在图中绘制相应的横向或纵向辅助线，同时使添加的辅助线和原有的材料分布界线相互保持垂直关系以便在图中形成一个个封闭且正规而不是扭曲的四边形或三角形的单元网格形状；其多义线的绘制方法为在轮胎内表面以内附近选择一点作为起点，在保证垂直的基础上，在相应的外表面之外选择一点作为终点绘制此辅助多义线；注意在胎肩部位时，此辅助多义线通常为折线；而在钢丝圈下半部分，由于对钢丝圈单元的要求，造成之后的辅助多义线通常并不是一条直线，而是需要进行弯转；完成之后检查生成的单元是否满足用户需求，并进行修改最终得到用户所需要的单元网格分布草图；此时在AutoCAD所形成的网格分布的几何信息就与最终轮胎进行有限元分析时所对应的单元及其节点几何信息一致；第三步，形成横断线并对其进行编号：定义横断线是由从轮胎内表面连接到外表面的辅助线与材料分界线和其它辅助线之间的交点依次相连接而成；横断线的起点为此辅助线与内表面的交点，终点为此辅助线与外表面的交点；选择轮胎的一个边界位置作为横断线的起始位置，然后按照一定的方向顺序，依次生成所有的横断线，同时对得到的横断线按生成的先后顺序由小及大进行编号；第四步，生成节点多义线和边多义线：在AutoCAD中新建一层并在此层中新建一条多义线，按照横断线编号由小到大顺序，用此多义线将当前横断线的节点按照由起点到终点的先后顺序连接在一起，再将此横断线的终点与下一横断线的起点相连接，依次循环往下，直到所有的横断线都已连接，这条多义线就是节点多义线；新建另一层并在其中建立一条多义线，将横断线编号由小到大的顺序，依次将用此多义线将当前横断线起始点连接到下一横断线的起点，循环进行直到最后一条横断线，这条多义线就是边多义线;保证在新建的两层中各自都有且仅有一条多义线，并检查节点多义线以及边多义线是否是一条完整的多义线，是否在连接的过程中有漏掉节点或者断点的情况，若有则重新添加到相应的位置，对多义线进行补全；第五步，导出结果DXF文件：将节点多义线及边多义线导出到同一个DXF文件中，需要注意的是在这个DXF文件中，有且仅有这两条多义线，而不含有其它一切AutoCAD中的曲线、点及文字的信息。