一种面向产品级仿真的零部件模型降阶方法

摘要

一种面向产品级仿真的零部件模型降阶方法属于CAD计算机辅助协同产品仿真技术领域，其特征在于，含有以下步骤：用ANSYS软件建立零部件的三维网格模型并计算模态，提取零部件模型的质量矩阵和刚度矩阵，再用Mathematica软件并结合有限元分析中的降阶算法，根据所得到的刚度矩阵、质量矩阵，以及在设定的典型载荷下的结构最大变形时的状态，系统平衡时的状态，把具有n维向量的零部件模型降到m个模态构成的零部件模型。本发明提高了复杂产品的产品级仿真速度，提高了仿真数据的重用度，而且操作简单，易于实现。

主权项

1.一种面向产品级仿真的零部件模型降阶方法，其特征在于，所述方法是在计算机中依次按以下步骤实现的：步骤(1).在所述计算机中建立零部件建模模块，零部件模型详细仿真结果提取模块，以及零部件模型降阶模块；步骤(2).按以下步骤用零部件建模模块建立零部件的三维模型：步骤(2.1)输入零部件的实际尺寸及相关参数，用ANSYS软件建立零部件的三维模型，并保存；步骤(2.2)用所述ANSYS软件把步骤(2.1)建立的三维模型进行四面体网格划分，并保存；步骤(2.3)用所述ANSYS软件对步骤(2.2)建立的零部件三维网格模型根据零部件运行的实际情况，添加相应的约束，并保存；步骤(3).用所述ANSYS软件的求解模块Solution，对所述零部件建模模块所建的零部件模型进行仿真，若满足要求，则执行下一步骤，否则返回步骤(2.1)，修改零部件参数，直到满足设计要求；步骤(4).依次按以下步骤提取步骤(3)中得到的仿真结果：步骤(4.1)用所述求解模块Solution中的模态分析(Modal)，选择分块蓝佐斯(BlockLanczos)方法计算模态，并保存；步骤(4.2)根据步骤(4.1)得到的零部件模型的模态，用所述ANSYS软件提取零部件模型的刚度矩阵和质量矩阵；步骤(5).读入所述质量矩阵和刚度矩阵，调用Mathematica软件，按以下算法对零部件进行降阶运算：所述零部件三维网格模型在设定的典型载荷条件下结构最大变形时的状态用n维向量xmax表示，n为自由度数；定义：xoff＝xmax-xeqm，其中n维向量xeqm为已知系统平衡状态，为一组设定的n维线性无关向量基(即模态向量)，表示将向量xoff与向量点乘后得出的数值绝对值，为向量基的2-范数，将ai从大到小排列，选用前m个ai对应的m个模态编程构建零部件降阶模型，则零部件自由度从n降低至m。