[發明專利]一種有限元溫度場的二次映射方法

有效

• 申請號: 201310028920.X
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103279586A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 羅文波;曾福明;高峰;阮劍華;馬凱;盛聰
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明涉及有限元溫度場分析結果在不同模型之間的映射，特別適用于溫度場映射不完全的情況。?

背景技術

當熱分析模型的結果要傳遞給結構分析模型進行進一步分析時，目前采用的是溫度場映射方法，即指定一個容差，兩個模型在這一容差控制下，進行溫度場插值。但是，熱分析模型和結構分析模型往往存在一定差異，導致結構分析模型上的部分節點不能進行映射，使后續分析無法進行，如果強行提交求解器進行運算，則會出現“某節點沒有溫度數據指定”的錯誤，目前尚沒有方便直接的方法可以解決這一映射失敗問題。?

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種有限元溫度場的二次映射方法，該方法通過將結構分析模型轉換為熱分析模型，通過求解穩態熱分析問題，獲得整個模型上的溫度場，從而實現溫度場的二次映射。?

本發明的技術解決方案是：一種有限元溫度場的二次映射方法，步驟如下：?

(1)將由其它商用軟件計算得到的溫度場映射到建立的NASTRAN結構分析模型上，得到一次溫度場映射的結構分析模型，溫度場為該結構分析模型的載荷；?

(2)從上述一次溫度場映射的結構分析模型中，保留BEGIN?BULK和ENDDATA關鍵字，提取節點位置、單元類型和節點編號信息、單元特性(不含復合材料層板單元特性)、節點溫度信息和坐標系，生成新的文件；?

(3)在步驟(2)處理后的文件中增加熱分析求解器設置以及熱分析工況設置；增加熱分析的材料特性；當待分析對象中存在復合材料層板單元時，增加單元特性，即將復合材料層板單元特性改為均質單元特性，并將NASTRAN軟件進行熱分析過程中不支持的單元類型修改成熱分析支持的單元類型；?

(4)將步驟(3)處理后的結構分析模型中的溫度場載荷修改為溫度邊界條件，得到熱分析模型；?

(5)在NASTRAN軟件中求解熱分析模型，得到待分析對象完整的溫度場，并將生成的溫度場轉化為NASTRAN格式的溫度場載荷，完成溫度場的二次映射。?

本發明與現有技術相比有益效果為：?

1)利用本發明，可以將一次映射的不完整溫度場生成結構分析模型上的完整溫度場。?

2)映射過程不需指定映射公差，自動根據結構構型生成具有線性插值精度的溫度場。和現有映射方法相比，這一優點是非常重要的。因為公差過小，則映射可能無法實現；公差過大，則可能將其它結構上的溫度場映射在結構上，導致錯誤映射。?

3)本發明適用于目前已知的各種單元(梁單元、板單元或者三維實體單元等等)，適應性好。?

4)本發明一次可以進行多工況映射，提高了運行效率。?

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖；?

圖2a、2b為Thermal?Desktop到NASTRAN的溫度場映射輸出示意圖；?

圖3為本發明某相機有限元模型；?

圖4為本發明采用Thermal?Desktop軟件得到的一次映射溫度場；?

圖5為本發明實例二次映射后的溫度場分布。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細說明，具體步驟如下：?

一種有限元溫度場的二次映射方法，其特征在于步驟如下：?

第一步，將由其它商用軟件計算得到的溫度場映射到建立的NASTRAN結構分析模型上，得到一次溫度場映射的結構分析模型，溫度場為該結構分析模型的載荷。?

根據熱分析軟件的不同，一次映射方法有多種，當從Thermal?Desktop熱分析溫度場映射到NASTRAN模型時，主要步驟如下：?

1)生成需要映射溫度場的NASTRAN模型?

2)在Thermal?Desktop軟件中，按照圖2a、2b依次進行。生成映射后的溫度載荷數據。?

3)在PATRAN中導入上一步生成的數據，在PATRAN中將產生溫度載荷。?

4)將上一步生成的載荷施加在模型上，完成溫度場的一次映射。?

5)以溫度場為載荷，建立結構分析工況，輸出為NASTRAN模型文件。?

當從IDEAS熱分析溫度場映射到NASTRAN模型時，主要步驟如下：?

1)需要IDEAS的兩個結果文件：INPF和tmgtempn.unv?

2)從INPF文件中提取節點和單元信息?

3)從tmgtempn.unv文件中提取節點溫度信息?