[發明專利]一種復雜結構快速高質量有限元建模方法

在審

• 申請號: 202011549906.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112613216A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 郝鵬
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李余江

本發明公開了一種復雜結構快速高質量有限元建模方法，包括如下步驟：1)面建模；2)劃分面網格；3)拉伸形成體和體網格；4)刪除多余的部分。本發明與現有復雜結構有限元建模方法相比，具有建模速度快、網格質量好的優點，能夠提高有限元計算精確度。

技術領域

本發涉及有限元技術領域，具體涉及一種復雜結構快速高質量有限元建模方法。

背景技術

有限元模型是進行有限元分析的計算模型，它為有限元計算提供所有必需的原始數據。建立有限元模型的過程稱為有限元建模，它是整個有限元分析過程的關鍵，模型合理與否將直接影響計算結果的精度、計算時間的長短、存儲容量的大小以及計算過程能否完成。現有技術中關于有限元建模的創新方案比較多，如：《一種基于圖像識別的快速有限元建模和求解分析方法》(專利申請號CN201610857989.7)屬于圖像識別有限元建模方法，《一種壁板焊接機械銑三角形網格加筋結構快速有限元建模方法》(專利申請號CN201610821260.4)屬于針對特定結構的有限元建模方法領域。

然而，目前有限元建模依然存在很多不足，主要原因在于現有有限元建模需要先建體，然后再定義材料、參數后劃分網格，對于復雜結構，體的數量較多，建立模型時間較長，另外，由于復雜模型很多體并不規則，采用常規方法難以劃分高質量網格，對于計算結果精確性影響較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有復雜結構有限元建模方法時間較長且難以劃分高質量網格導致計算結果精確性影響較大的問題。提供一種復雜結構快速高質量有限元建模方法，可以解決以上問題。

本發明是這樣實現的：

一種復雜結構快速高質量有限元建模方法，主要包括如下步驟：1)面建模；2)劃分面網格；3)拉伸形成體和體網格；4)刪除多余的部分。

其中，面建模包括：首先對復雜結構進行分析，選擇主要的結構剖面方向，然后把這個方向上的所有結構剖面疊加在一起，疊加后細分成最小的大網格，然后把疊加后的每一個網格在節點處打斷，并檢查確認所有節點處線段共點，然后在cad里生成面域，通過特定的格式導入有限元軟件內，然后對導入的面進行合并處理。

劃分面網格包括：定義材料及參數，定義面單元類型，賦予大網格材料類型，然后首先劃分面網格，根據計算精度的需要確定網格數量，均劃分為四邊形網格，局部少量三角形網格過渡。

拉伸形成體和體網格包括：沿著垂直主要剖面方向根據結構尺寸及重要性逐次拉伸同時生成體和網格，定義每次拉伸的網格數量。

刪除多余的部分包括：把不需要的孔洞等部位選出來成立一個集合，選擇完成后檢查，檢查無誤后把這部分孔洞所屬體的網格首先清除，然后再刪除體。

本發明與現有復雜結構有限元建模方法相比，具有建模速度快、網格質量好的優點，能夠提高有限元計算精確度。

附圖說明

圖1為本發明的面建模示意圖；

圖2為本發明的劃分面網格示意圖；

圖3為本發明的拉伸形成體和體網格示意圖；

圖4為本發明的刪除多余的部分示意圖；

圖5為某重力壩有限元網格示意圖；

圖6為某升船機有限元網格示意圖；

圖7為某工程閘墩有限元網格示意圖；

圖8為某重力壩基礎處理模型示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1-4所示，本發明具體實施時，包括如下步驟：

(1)面建模