[發明專利]一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化的實現方法

在審

• 申請號: 202011089776.7
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112163361A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 蘇宏華;王洋;丁文鋒;趙正彩;徐九華;傅玉燦;陳燕;楊長勇;張全利
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

1.一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）在確定零件實際工況的基礎上，利用Python語言編寫仿真前處理自動設置程序，包括：三維建模、材料參數設置、接觸條件設置、邊界條件設置、“生死”單元設置以及初始網格劃分；

（2）對工件進行三維建模；

（3）根據實際工況設計刀軌軌跡并導出刀軌文件，對刀軌進行離散化為若干刀位點，確定加工區域以及需要進行網格細化的區域；

（4）根據刀具信息以及刀位信息，提取步驟（1）中初始網格中需要細化的粗網格信息，進行計算得到局部細化后的網格信息，并將原始輸入文件中的網格信息進行替換，并定義新的“生死”單元；

（5）新舊物理場的傳遞，需要完成前一步的計算結果在后一步計算前的承接，

自此，形成全新的輸入文件；

（6）提交新的輸入文件進行計算；

（7）待前一步計算結束后，繼續遍歷結果文件，重復步驟（3）~（6）完成下一步的網格細化，直至計算結束。

2.根據權利要求1所述的一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，步驟（3）中，根據ABAQUS的網格單元編號以及結點編號原則進行三維六面體粗網格細化，網格可根據所述的刀具軌跡進行局部動態細化。

3.根據權利要求1所述的一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，所述的加工過程，即材料去除過程，是通過編寫Python腳本程序對局部網格動態細化并結合“生死”單元的自動設置來動態實現材料的層層去除。

4.根據權利要求1所述的一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，所述步驟（4）中，提取初始網格中需要細化的粗網格信息，是將實際刀具軌跡離散為若干個刀位點，并根據刀具掃描體建模后確定。

5.根據權利要求1所述的一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，所述步驟（4）中計算得到局部細化后的網格信息包括：單元編號和結點編號是遵循三維六面體網格以及ABAQUS本身的單元和結點編號規則而制定，單元和結點的編號均是按照先計算中心單元，后邊緣單元的方式進行。

6.根據權利要求2所述的一種薄壁機匣加工過程仿真局部網格動態細化方法，其特征在于，單元編號和結點編號原則如下：

A、B、C分別為工件原始粗網格單元的行（x）、列（y）、排（z）數，單元總數為A×B×C；a、b、c為細化區域單元的行（x）、列（y）、排（z）的數量，單元總數為a×b×c：

單元編號規則：

細化后單元的編號緊接原粗網格單元編號的最大值，原粗網格單元數為A×B×C個，即細化后網格的單元編號起始值為A×B×C+1，由小到大；

完成一個粗網格所有小單元的編號;對所在同一行的下一列單元進行依次細化編號；

依次完成每一行所有單元的編號；

結點編號規則：

由于不同單元之間有公用的結點，結點的編號規則相較于單元有所不同；

原始粗網格的結點數為(A+1)×(B+1)×(C+1)，即細化后網格的單元編號起始值為(A+1)×(B+1)×(C+1)+1；

具體編號順序為：

1) 對細化區域所有的粗網格內部結點進行編號;

2) 對細化區域所有粗網格 xy平面內部的結點進行編號;

3) 對細化區域所有粗網格 xz平面內部的結點進行編號;

4) 對細化區域所有粗網格 yz平面內部的結點進行編號;

5) 對細化區域所有粗網格x方向邊上的結點進行編號;

6) 對細化區域所有粗網格y方向邊上的結點進行編號;

7) 對細化區域所有粗網格域z方向邊上的結點進行編號。