[發明專利]一種ANSYS中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法

有效

• 申請號: 201510413793.4
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN104933271B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 薛文慧;王惠;黨凡陽;陳婷;陳守謙;張旺;范志剛
• 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: 哈爾濱龍科專利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

1.一種ANSYS 中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法，其特征在于所述方法步驟如下：

一、確定二次曲線方程，并將其轉化為函數形式

根據要建立的二次曲面光學頭罩有限元模型的基本參數，對其立體模型在XY平面進行投影，確定該平面上內外側二次曲線方程，并將其轉換為函數形式；

二、依據要建立模型的開口方向選定自變量并確定自變量的范圍

根據由步驟一所確定的方程，選擇x為自變量，y為函數，根據頭罩頂點到底端面的距離，按照函數關系，確定自變量的取值范圍；

三、基于ANSYS-APDL語言編寫循環命令建立疏密分布的關鍵點

采用APDL 語言編寫循環命令，依靠循環采用K命令建立一系列在X軸方向上的關鍵點；

四、基于ANSYS-APDL語言使用B樣條線段命令BSPLINE形成初步樣條曲線

對于步驟三所建立的關鍵點，依據描點連線法，利用ANSYS-APDL中BSPLINE、*DO 與*ENDDO命令逐個連接關鍵點形成B 樣條曲線；

五、基于ANSYS-APDL語言對步驟四中的初步樣條線進行線段的融合

通過ANSYS-APDL中LCOMB、*DO 與*ENDDO 的配合使用，實現將曲線內側樣條線段的連接融合；

六、基于ANSYS-APDL語言連接步驟五中融合后的線段形成平面

采用線段連接命令L對曲線內外兩側曲線進行連接，得到封閉的平面模型；接下來分別對模型中的線段采用APDL中的線段編號壓縮命令進行壓縮，然后采用APDL中的A命令將上述模型中的四條首尾相連的線段形成對應的平面模型；

七、基于ANSYS-APDL語言對步驟六中所形成的面進行網格劃分

通過編寫APDL命令對步驟六建立的平面模型的四條邊界線進行網格大小以及網格劃分類型的控制，然后采用APDL中的AMESH命令劃分網格；

八、基于ANSYS-APDL語言對步驟七中形成的有限元模型旋轉成體

經過步驟七得到有平面限元模型后，通過APDL中VROTAT命令控制該模型繞坐標軸或是過兩個特定關鍵點的直線旋轉，進而生成最終的有限元分析模型。

2.根據權利要求1所述的ANSYS 中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法，其特征在于所述步驟一中，所建立的二次曲面光學頭罩有限元模型包括橢球形與拋物面形兩種形狀，對應的二次曲線方程包括橢圓方程與拋物線方程。

3.根據權利要求1所述的ANSYS 中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法，其特征在于所述步驟三中，沿x軸方向取點的間隔為0.001。

4.根據權利要求1所述的ANSYS 中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法，其特征在于所述步驟五中，線段融合連接命令采用LCOMB。

5.根據權利要求1所述的ANSYS 中等厚度二次曲面光學頭罩有限元模型的建立方法，其特征在于所述步驟八中，平面模型旋轉度數為360°。