[發(fā)明專利]三維造型軟件與有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910244087.6
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101763447A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯修映;肖丹;劉川;陳伊哲;毛恩榮;宋正河;婁秀華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械設(shè)計領(lǐng)域，特別是涉及一種三維造型軟件與有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換的方法。?

背景技術(shù)

目前，CAD/CAE數(shù)字化工程設(shè)計軟件不少，它們各自適用于不同的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，即使屬于同一領(lǐng)域也各具特色和優(yōu)勢。三維建模軟件的三維造型功能強大，修改模型尺寸和結(jié)構(gòu)方便，但有限元分析功能較弱；而有限元分析軟件的有限元功能強大，可分析和求解模型的應(yīng)力應(yīng)變等力學(xué)性能，而三維建模能力較弱，經(jīng)常需要其他CAD系統(tǒng)創(chuàng)建模型。充分利用各類功能強大的工程設(shè)計軟件進(jìn)行復(fù)雜機械系統(tǒng)的聯(lián)合設(shè)計和分析，能夠極大地改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量并提高產(chǎn)品設(shè)計效率。在應(yīng)用CAD/CAE等工程類軟件求解實際的工程問題時，如拖拉機轉(zhuǎn)向機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、聯(lián)合收割機整機及脫粒部件等關(guān)鍵部件受力載荷設(shè)計分析等，不可避免要涉及到不同軟件的接口問題。所謂軟件接口技術(shù)是指能夠?qū)崿F(xiàn)兩個或兩個以上系統(tǒng)間信息交換的程序或方法。其核心內(nèi)容就是從其中一個(或多個)軟件系統(tǒng)讀出信息，再將信息寫入另一個(或多個)軟件系統(tǒng)，從而能可靠、高效地求解集成性和復(fù)雜性越來越強的實際工程問題。?

公開號為CN101561838A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種ADAMS軟件與Pro/E軟件之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法，包括以下步驟：首先利用ADAMS進(jìn)行運動學(xué)、動力學(xué)分析，當(dāng)根據(jù)分析結(jié)果或設(shè)計要求，需要改變零、部件模型的尺寸參數(shù)時，利用ADAMS宏命令和操作系統(tǒng)的批處理命令語句，從ADAMS中直接啟動三維參數(shù)化建模軟件Pro/E；在Pro/E中完成三維整機或零部件模型的自動修改、重構(gòu)和虛擬裝配，并利用接口模塊MECH/Pro施加約束，最后采用Pro/TOOLKIT的命令語句，從Pro/E中自動返回ADAMS；再次進(jìn)行運動學(xué)、動力學(xué)分析，若符合要求則輸出結(jié)果；否則重復(fù)上述步驟直至滿足要求為止；在ADAMS軟件中，需要修改的模型尺寸數(shù)據(jù)以獨立的數(shù)據(jù)文件形式輸出保存。

目前在利用三維造型軟件與有限元分析軟件進(jìn)行機械分析時，一般首先采用其他CAD系統(tǒng)建模，然后利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式或者專用接口模塊的傳遞方式傳遞數(shù)據(jù)并在有限元分析軟件中進(jìn)行分析。這樣，模型在有限元分析軟件中不能再次修改模型尺寸和裝配關(guān)系，需要重新在三維造型軟件中修改模型再次導(dǎo)入有限元分析軟件中做分析。前面提到的中國專利文獻(xiàn)CN101561838A中公開的方法無法解決ANSYS等有限元分析軟件與Pro/E等三維造型軟件按軟件之間的數(shù)據(jù)自動傳輸問題。在復(fù)雜機械系統(tǒng)設(shè)計過程中，當(dāng)需要在ANSYS等有限元分析軟件中多次自動重復(fù)修改Pro/E等三維造型軟件的幾何模型信息時，即當(dāng)需要進(jìn)行精確的機械系統(tǒng)柔性分析時，上述方法將無能為力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中三維造型軟件與有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)無法自動轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致無法進(jìn)行精確的機械系統(tǒng)柔性分析的技術(shù)問題，提出一種解決了數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換技術(shù)問題的三維造型軟件與有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換的方法。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種三維造型軟件與有限元分析軟件之間數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換的方法，包括以下步驟：?

(1)首先啟動有限元分析軟件；?

(2)載入有限元分析模型；?

(3)完成步驟(2)中加載模型的有限元分析；?

(4)判斷分析結(jié)果是否合理，如果合理，則輸出較優(yōu)結(jié)果，退出循環(huán)；否則，執(zhí)行步驟(5)；?

(5)利用APDL參數(shù)化語言中的/SYS或者/SYP命令驅(qū)動可執(zhí)行程序，從有限元分析軟件中直接啟動三維造型軟件；所述可執(zhí)行程序的功能包括在三維造型軟件中完成零件模型和裝配模型的自動修改、重構(gòu)和虛擬裝配，以及讀取宏命令或者軌跡文件生成有限元分析軟件可讀取的文件；?

(6)在有限元分析軟件中利用APDL參數(shù)化語言/INP命令完成讀取步驟(4)中生成的所述有限元分析軟件可讀取的文件，然后利用APDL參數(shù)化語言實現(xiàn)定義單元屬性、劃分網(wǎng)格、添加邊界條件和求解計算，實現(xiàn)有限元仿真分析；?

(7)利用有限元分析軟件的后處理模塊和數(shù)據(jù)讀寫功能將結(jié)果保存為數(shù)據(jù)文件；?

(8)利用有限元分析軟件中的流程控制命令實現(xiàn)步驟(4)到步驟(7)的循環(huán)運行：循環(huán)尚未結(jié)束時，將自動進(jìn)行下一次模型修改和試驗仿真分析，得出相關(guān)結(jié)論與數(shù)據(jù)；循環(huán)結(jié)束后，利用編程語言開發(fā)的程序或者APDL參數(shù)化語言對上述循環(huán)過程中生成的一系列的試驗結(jié)果進(jìn)行分析并將較優(yōu)的結(jié)果以對話框或者數(shù)據(jù)文件的形式輸出。?