一种板壳和梁强化结构的有限元建模方法

摘要

本发明公开了一种板壳和梁强化结构的有限元建模方法，其具体步骤为：搭建板壳和梁强化结构的有限元建模系统，包括：CAD模型处理模块、有限元网格划分模块、节点编辑模块、单元编辑模块；CAD模型处理模块将板壳简化为空间曲面，梁简化为曲线；有限元网格划分模块采用板壳单元对曲面划分网格，采用梁单元对曲线A、曲线B、曲线C划分网格；节点编辑模块将实心圆点处的三个节点合并为一个节点，用于模拟板壳和梁的连接；单元编辑模块对属于板壳A（1）和板壳B（2）的板壳单元分别设置单元节点偏置。至此，实现了板壳和梁强化结构的有限元建模。本方法实现了快速、简便、准确的板壳和梁强化结构的有限元建模。

主权项

一种板壳和梁强化结构的有限元建模方法，其特征在于具体步骤为：第一步  搭建板壳和梁强化结构的有限元建模系统板壳和梁强化结构的有限元建模系统，包括：CAD模型处理模块、有限元网格划分模块、节点编辑模块、单元编辑模块；CAD模型处理模块用于简化CAD模型，有限元网格划分模块用于划分网格，节点编辑模块用于合并节点，单元编辑模块用于设置单元偏置；第二步  CAD模型处理模块简化CAD模型板壳和梁强化结构由板壳A（1）、板壳B（2）和夹在中间的梁A（3）、梁B（4）、梁C（5）构成，板壳和梁之间采用焊接或粘接方式固定，或整体铸造成型；CAD模型处理模块将板壳简化为空间曲面，梁简化为曲线；曲面位于板壳A（1）和板壳B（2）的中间，平行于板壳A（1）和板壳B（2），为板壳A（1）和板壳B（2）所共用；曲线B位于曲面内，且与梁B（4）的中心线重合；曲线A和曲线C位于曲面边界，曲线A由梁A（3）的中心线平移生成，曲线C由梁C（5）的中心线平移生成；第三步  有限元网格划分模块划分网格根据简化的CAD模型，有限元网格划分模块采用板壳单元对曲面划分网格，作为板壳A（1）的有限元网格；之后，将网格在原处复制一份，与原网格重合，作为板壳B（2）的有限元网格；采用梁单元对曲线A、曲线B、曲线C划分网格，分别作为梁A（3）、梁B（4）、梁C（5）的有限元网格；保持板壳单元节点和梁单元节点在空间位置上的重合；第四步  节点编辑模块合并节点根据生成的有限元网格，每一个实心圆点代表三个节点，它们在空间位置上重合，三个节点分别为：板壳A（1）+板壳B（2）+梁A（3）、板壳A（1）+板壳B（2）+梁B（4）、板壳A（1）+板壳B（2）+梁C（5）；节点编辑模块将实心圆点处的三个节点合并为一个节点，用于模拟板壳和梁的连接；每一个空心圆点代表两个节点，它们在空间位置上重合，分别为板壳A（1）和板壳B（2），空心圆点不做合并节点的操作；第五步  单元编辑模块设置单元偏置根据修改后的有限元网格，单元编辑模块对属于板壳A（1）和板壳B（2）的板壳单元分别设置单元节点偏置；对属于梁A（3）、梁B（4）和梁C（5）的梁单元分别设置单元节点偏置，以模拟板壳和梁的空间实体结构；至此，实现了板壳和梁强化结构的有限元建模。