[發明專利]高精度充氣膜結構的設計方法

有效

• 申請號: 201210257425.1
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102799737A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 王長國;崔宇佳;張磊;劉遠鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種高精度充氣膜結構的設計方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

步驟一、建立模型：利用實體模型在虛擬條件下建立充氣結構模型，并給出設計形允許存在的誤差大小ζ；

步驟二、劃分網格：首先定義材料屬性，然后用shell?181三角形單元將充氣結構進行離散；

步驟三、邊界條件并加載求解：設置邊界條件，施加邊界載荷后，對模型進行一次充壓膨脹計算，實體模型的固定端、材料及施加的邊界負載作為輸入量；

步驟三一、充氣膜結構的充壓膨脹非線性計算：

假設將充氣膜結構離散為有限單元模型后有m個節點，每步優化對比的對象N_i(X_i，Y_i，Z_i)為第個i(0＜i≤m)節點的目標位置坐標，節點i在X，Y，Z三個方向的位移分別為u_i、v_i、和w_i，充壓膨脹的這些信息則是本方法的輸入量；

步驟三二、節點優化迭代：對模型數據做處理，為第j步優化時，第i個節點的節點坐標加載分析后，節點i的三個方向的位移分別為將變形后節點的位置和目標節點坐標相減，得到該點三個方向的偏差，定義為可以表示為：

pxij=(xij+uij)-Xipyij=(yij+vij)-Yipzij=(zij+wij)-Zi---(1)]]>

其中X_i，Y_i，Z_i是節點i的目標位置的坐標，根據與目標位置的偏差，對第j步的模型節點進行修正，得到第j+1步的模型節點其中有如下關系：

xij+1=xij-pxijyii+1=yij-pyijzij+1=zij-pzij---(2)]]>

公式(2)也就表示節點三維迭代關系；

步驟三三、精度RMS計算：節點i在第j步變形后位置與目標節點位置的位移偏差可以表示為：

Uij=(pxij)2+(pyij)2+(pzij)2---(3)]]>

這樣第j步模型的位移偏差的均方根值RMS可以表示為：

RMS=Σi=1m(Uij)2m---(4)]]>

步驟三四、循環加載迭代求解：對更新好的模型重新進行加載求解計算，然后再次重復公式(2)和公式(3)步的工作內容，直到某一步RMS≤ζ，才停止進行迭代計算。

2.根據權利要求1所述高精度充氣膜結構的設計方法，其特征在于所述方法還包括步驟四，輸出結果，計算結果進行后處理，導出RMS變化圖，輸出初始形態。