[發明專利]一種點陣材料等效力學性能分析系統

有效

• 申請號: 201510523230.0
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105205213B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 王兵;朱紹偉;吳林志;馬力
• 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

一種點陣材料等效力學性能分析系統，涉及材料等效性能分析領域，具體涉及多孔材料等效性能分析領域。本發明為了解決現有的點陣材料分析過程需要消耗大量人力物力的問題或需要配備專業的科技工作者的問題。一種點陣材料等效力學性能分析系統包括：單一任務數據輸入模塊，用于單一任務下的點陣材料等效力學性能分析的數據輸入；批量外部數據讀取模塊，用于讀取用戶的批量任務數據庫中的數據；分析核心模塊，用于計算并分析點陣材料等效力學性能；結果輸出模塊，用于輸出待分析材料對象的結構等效平壓模量，結構等效剪切模量，結構等效平壓強度，結構等效剪切強度。本發明適用于點陣材料分析。

技術領域

本發明涉及材料等效性能分析領域，具體涉及多孔材料等效性能分析領域。

背景技術

隨著航空航天技術等工程技術的高速發展，對輕質，高強材料的需求更加迫切，因此包括三維點陣材料在內的多孔材料的研究愈加被科研工作者所重視。

現代航天航空工業多要求其部件在承載的同時能提供功率、執行傳感，隔熱等多功能應用，從而大幅降低其重量。因此在航空航天相關設計中，既要考慮到結構的功能性應用需要，同時又需要其剛度及強度等力學性能滿足一定的條件。

基于以上情況，作為一種航空航天工業中常用的多孔材料，點陣材料分析的方法就顯得尤為重要；例如在某些航空航天設計中，獲取點陣材料的性能是工程及設計必要的過程，實現這個過程有以下方法：

(1)直接通過實驗測量；通過這種方法獲得的材料數據雖然準確，但是需要消耗大量的人力物力，而且需要消耗大量的時間，嚴重影響航空航天設計的周期。

(2)通過有限元軟件計算；鑒于直接通過實驗測量的方法的缺陷，科技工作者借助有限元軟件對實際航天應用的材料進行計算和分析，幫助航天科技工作減少了大量的人力物力，但是這種方法需要大量的專業人員進行，并且需要大量的建模，網格劃分，計算及后處理等工作給一般的設計和科研工作帶來困難。

(3)通過人工估算；這種方法準確度不如有限元計算，但是人力消耗相對于通過有限元軟件計算的方法的消耗要少的多，但是需要更加專業的工作者。并且在面對大批量任務時任然需要投入較多的人力。

發明內容

本發明為了解決現有的點陣材料分析過程需要消耗大量人力物力的問題或需要配備專業的科技工作者的問題。

一種點陣材料等效力學性能分析系統，包括：單一任務數據輸入模塊、批量外部數據讀取模塊、分析核心模塊和結果輸出模塊；

其中，

單一任務數據輸入模塊，用于單一任務下的點陣材料等效力學性能分析的數據輸入，并將這些數據傳遞給分析核心模塊；單一任務處理子系統以友好界面實現用戶的數據輸入；包括點陣類型及其拓撲類型選擇子模塊、單一任務基本數據輸入子模塊；

點陣類型及其拓撲類型選擇子模塊，用于選擇待分析材料對象的單胞類型及其拓撲方式，桿件的信息和原材料的類型；

單一任務基本數據輸入子模塊，用于輸入點陣材料桿件長度、角度、原材料的材料參數；

點陣類型及其拓撲類型選擇模塊將點陣類型及其拓撲類型傳遞給單一任務基本數據輸入模塊，單一任務基本數據輸入模塊以可視化交互的方式(友好界面)獲取用戶輸入數據，包括點陣材料桿件長度、角度、原材料的材料參數；然后將這些數據傳遞給分析核心模塊；

批量外部數據讀取模塊，用于讀取用戶的批量任務數據庫中的數據，并將這些數據傳遞給分析核心模塊；

分析核心模塊，集成了國內外點陣材料研究中常用的點陣類型計算方式，通過調用單一任務基本數據輸入模塊或者批量外部數據讀取模塊中的數據，計算并分析點陣材料等效力學性能并將結果傳遞給結果輸出模塊；