多框整体结构件的有限元建模方法

摘要

本发明针对现有建立多框整体结构件有限元模型的方法准确性差，精度低，耗费大量的时间和精力，且依赖有经验的分析人员的现状，公开了一种多框整体结构件的有限元建模方法，它通过对多框整体结构件三维CAD模型主动简化，提取框体特征结构，依据框体特征结构建立有限元模型库，再按照多框整体结构件的实际形状，通过变换工作平面，由单框向多框逐渐过渡，动态的由单框结构件逐渐“拼接”形成多框结构件，最终确定多框整体结构件有限元模型。本方法具有准确性高、交互性好的特点，通过该方法有效的缩短有限元建模周期，既能体现多框整体结构件的计算力学理论，也使有限元模型在几何上更加精确于CAD模型。

主权项

1、一种多框整体结构件的有限元建模方法，其特征它主要包括以下步骤是：第一步，简化框体结构，提取特征结构；根据多框整体结构件的三维CAD模型，将组成多框整体结构件的每个框体主动简化成三边框或四边框的特征结构；所述的三边框特征结构是具有三角形特征的三边框或一边为曲边的曲边三边框，所述的四边框特征结构是具有四边形特征的四边框或一边为曲边的曲边四边框；第二步，在计算机中建立特征结构的有限元模型库；根据第一步的所得的特征结构，采用SHELL181壳单元建立对应的三边框有限元模型和/或四边框有限元模型；同时对所建的模型通过交互式输入该模型的几何参数和单元参数自动生成；模型的几何参数是指简化框体的长度、宽度、高度及关键点坐标；同时为所建的有限元模型提供多种交互式输入方法定义其几何参数，用户可根据多框整体结构件三维CAD模型提供的每个简化框体的相关数据，挑选最为简便的输入方法确定该框体的几何形状；第三步，利用所建的特征结构进行拼接，直至得到一个周界与多框整体结构件三维CAD模型相吻合的拼接实体，再将各拼接实体的有限元模型转换成APDL宏文件，存入到ANSYS工作目录下，在ANSYS运行界面下调用该宏文件即可直接生成多框整体结构件的有限元模型。