[發明專利]有限元建模中無約束運動和低剛度連接的快速檢測方法

在審

• 申請號: 202111549999.1
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114647901A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: H·哈克尼斯;侯賽因·埃什拉吉;侯賽因·哈拉蒂安
• 申請（專利權）人: 達索系統西姆利亞公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F17/16;G06F119/14
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 孟媛;李維鳳

1.一種用于對計算機輔助繪圖(CAD)應用中的初始有限元(FE)模型的各部件之間的無約束或低剛度連接進行檢測的、由計算機實現的方法，包括以下步驟：

將初始FE模型的剛度矩陣變換為約化剛度矩陣；

在所述約化剛度矩陣中確定奇異模態；以及

將所述奇異模態識別為與所述FE模型的各部件之間的無約束或低剛度連接相對應。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：基于對所述初始FE模型的各部件之間的無約束或低剛度連接的識別，接收得到解析的初始FE模型。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括以下步驟：對所述得到解析的初始FE模型的剛度矩陣執行模擬。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，將所述初始FE模型的所述剛度矩陣變換為約化剛度矩陣還包括以下步驟：

引入對于所述初始FE模型的每個三維部件具有六個自由度以及對于所述初始FE模型的每個二維部件具有三個自由度的單個代表性節點，所述單個代表性節點用于表示每個部件的平移和旋轉運動；

對每個部件進行約束以免發生移動；

對所述約束部件的有限元剛度矩陣進行變換以消除原始自由度，從而有利于所述代表性節點的自由度；以及

將變換的單元剛度矩陣進行組合以確定約化剛度矩陣。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括以下步驟：創建機械組件的計算機輔助繪圖(CAD)表示。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括以下步驟：創建所述組件的初始FE模型。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括：提交所述初始FE模型以用于FE模擬。

8.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括以下步驟：向所述CAD應用的用戶通知識別的所述無約束模態。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，還包括以下步驟：基于在所述初始FE模型的各部件之間識別的所述無約束或低剛度連接，對所述初始FE模型中的各部件之間的所述至少一個無約束或低剛度連接進行解析。

10.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟：

以所述代表性節點作為剛體基準，將每個部件視為剛性的；以及

對與各部件之間和/或部件與地面之間的連接相關聯的有限元實體進行迭代。

11.根據權利要求10所述的方法，還包括以下步驟：

將單元剛度矩陣轉換為僅涉及基準點的平移和旋轉的平移和旋轉矩陣；

將所述平移和旋轉矩陣合并到整體剛度矩陣中；以及

對所述整體剛度矩陣執行奇異值分解。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括以下步驟：

對所述奇異值分解的輸出中的小模態剛度或零模態剛度進行檢測；以及

向所述CAD應用的用戶報告從所述奇異值分解中輸出的相應的模態振型以及待穩定的模態的指示。