一种有限元细化网格模型环形筋条梁单元建模方法及系统与流程

1.本技术属于有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模技术领域，具体涉及一种有限元细化网格模型环形筋条梁单元建模方法及系统。


背景技术：

2.设计中通常会在有限元细化网格模型中增加环形筋条，来调节结构的整体刚度，以及验证环形筋条加筋位置对结构整体应力、位移分布的影响。
3.当前，在有限元细化网格模型中增加环形筋条，多是将其简化为梁单元建模，以patran软件进行梁单元建模，细化网格间距小，只能逐一单个建立梁元，工作量大，容易在单元方向上出错。
4.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
5.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种有限元细化网格模型环形筋条梁单元建模方法及系统，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
7.本技术的技术方案是：
8.一方面提供一种有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，包括：
9.获取环形筋条梁单元节点文件，其中包括环形筋条梁单元节点坐标，以及环形筋条梁单元参考节点坐标；
10.构建环形筋条梁单元建模文件；
11.以环形筋条梁单元节点文件中一个环形筋条梁单元节点坐标为第一端节点坐标，将第一端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中；
12.在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性；
13.以第二端节点坐标取代第一端节点坐标，重新在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性，直至遍历环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标；
14.其中，
15.第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零；
16.第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小。
17.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的内部。
18.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的中心位置。
19.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，第二端节点坐标以冒泡法进行选取。
20.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，梁单元属性包括梁单元属性编号、梁单元编号、梁单元高度、梁单元缘条初始宽度、梁单元腹板初始厚度、梁单元缘条初始厚度、梁单元材料编号。
21.另一方面提供一种有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统，包括：
22.环形筋条梁单元节点文件获取单元，获取环形筋条梁单元节点文件，其中包括环形筋条梁单元节点坐标，以及环形筋条梁单元参考节点坐标；
23.环形筋条梁单元建模文件构建单元，构建环形筋条梁单元建模文件；
24.环形筋条梁单元建模单元，以环形筋条梁单元节点文件中一个环形筋条梁单元节点坐标为第一端节点坐标，将第一端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中；在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性；以第二端节点坐标取代第一端节点坐标，重新在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性，直至遍历环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标；
25.其中，
26.第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零；
27.第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小。
28.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元节点文件获取的环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的内部。
29.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元节点文件获取的环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的中心位置。
30.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元建模单元中，第二端节点坐标以冒泡法进行选取。
31.根据本技术的至少一个实施例，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，梁单元属性包括梁单元属性编号、梁单元编号、梁单元高度、梁单元缘条初始宽度、梁单元腹板初始厚度、梁单元缘条初始厚度、梁单元材料编号。
附图说明
32.图1是本技术实施例提供的有限元细化网格模型环形筋条梁单元建模方法的示意图；
33.图2是本技术实施例提供的有限元细化网格模型环形筋条梁单元建模系统的示意图；
34.图3是本技术实施例提供的环形筋条梁单元节点文件中形筋条梁单元节点坐标、环形筋条梁单元参考节点坐标间的相对位置关系示意图；
35.图4是本技术实施例提供的将环形筋条梁单元建模文件以include字符增加到有限元细化网格模型文件中，读入patran后的模型示意图。
36.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其位置关系仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
37.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
38.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
39.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
40.下面结合附图1至图4对本技术做进一步详细说明。
41.一方面提供一种有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，包括：
42.获取环形筋条梁单元节点文件，其中包括环形筋条梁单元节点坐标，以及环形筋条梁单元参考节点坐标；
43.构建环形筋条梁单元建模文件；
44.以环形筋条梁单元节点文件中一个环形筋条梁单元节点坐标为第一端节点坐标，将第一端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中；
45.在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性；
46.以第二端节点坐标取代第一端节点坐标，重新在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性，直至遍历环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标；
47.其中，
48.第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零；
49.第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小。
50.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，领域内技术人员可以理解的是，其设计将环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标，以第一端节点坐标、第二端节点坐标的形式逐一的输入到环形筋条梁单元建模文件中，在每次循环中，第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零，且第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小，以及每次循环在环形筋条梁单元建模文件中，以第一端节点坐标、第二端节点坐标作为一个梁单元的两端节点坐标，配置梁单元属性，实现对有限元细化网格模型中环形筋条的梁单元建模。
51.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，领域内技术人员还可以理解的是，其设计每次循环中，第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零，以此保证环形筋条梁单元节点文件中选取作为第二端节点坐标的环形筋条梁单元节点坐标，相对于第一端节点坐标只位于逆时针或顺时针一侧，从而可保证梁单元建模的方向。
52.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，领域内技术人员还可以理解的是，其设计每次循环中，在第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零的情形下，第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小，以此保证环形筋条梁单元节点文件中选取作为第二端节点坐标的环形筋条梁单元节点坐标，为在逆时针或顺时针一侧与第一端节点坐标相邻，可保证梁单元建模的准确性。
53.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，领域内技术人员还可以理解的是，其是以矢量叉乘方法确定每个梁单元两个端点的先后次序，以相邻节点计算方法确定每个梁单元两个端点的坐标，以此保证梁单元建模的方向及其准确性，快速的实现有限元细化网格模型中环形筋条梁单元的建模。
54.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点
坐标的内部。
55.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的中心位置，在有限元细化网格模型中的相对位置关系如图3所示。
56.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，第二端节点坐标以冒泡法进行选取，以能够快速的在环形筋条梁单元节点文件中找到与第一端节点坐标间距最小的环形筋条梁单元节点坐标，进而快速的确定第二端节点坐标。
57.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法中，梁单元属性包括梁单元属性编号、梁单元编号、梁单元高度、梁单元缘条初始宽度、梁单元腹板初始厚度、梁单元缘条初始厚度、梁单元材料编号，其中梁单元材料编号可与有限元细化网格模型中的材料编号相同。
58.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法，领域内技术人员可以理解的是，可以fortran语言编制相应的处理程序实施，在遍历环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标，得到环形筋条梁单元建模文件后，可将环形筋条梁单元建模文件以include字符增加到有限元细化网格模型文件中，读入到patran中，完成有限元细化网格模型中环形筋条的建模，如图4所示。
59.另一方面提供一种有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统，包括：
60.环形筋条梁单元节点文件获取单元，获取环形筋条梁单元节点文件，其中包括环形筋条梁单元节点坐标，以及环形筋条梁单元参考节点坐标；
61.环形筋条梁单元建模文件构建单元，构建环形筋条梁单元建模文件；
62.环形筋条梁单元建模单元，以环形筋条梁单元节点文件中一个环形筋条梁单元节点坐标为第一端节点坐标，将第一端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中；在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性；以第二端节点坐标取代第一端节点坐标，重新在环形筋条梁单元节点文件中选取第二端节点坐标，将第二端节点坐标输入到环形筋条梁单元建模文件中，在环形筋条梁单元建模文件中配置第一端节点坐标、第二端节点坐标间的梁单元属性，直至遍历环形筋条梁单元节点文件中各个环形筋条梁单元节点坐标；
63.其中，
64.第一端节点坐标指向第二端节点坐标的向量、环形筋条梁单元参考节点坐标指向第一端节点坐标的向量叉乘计算大于或小于零；
65.第一端节点坐标、第二端节点坐标间的距离最小。
66.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元节点文件获取的环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的内部。
67.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元节点文件获取的环形筋条梁单元节点文件中，环形筋条梁单元参考节点坐标位于环形筋条梁单元节点坐标的中心位置。
68.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，环形筋条梁单元建模单元中，第二端节点坐标以冒泡法进行选取。
69.在一些可选的实施例中，上述的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统中，梁单元属性包括梁单元属性编号、梁单元编号、梁单元高度、梁单元缘条初始宽度、梁单元腹板初始厚度、梁单元缘条初始厚度、梁单元材料编号。
70.对于上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模系统，由于其与上述实施例公开的有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法相对应，描述的较为简单，具体相关之处可参见有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法相关部分的说明，其技术效果也可参考有限元细化网格模型中环形筋条梁单元建模方法相关部分的技术效果，在此不再赘述。
71.此外，领域内技术人员还应该能够意识到，本技术实施例所公开装置的各个模块、单元能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，本技术中对其按照功能进行了一般性地描述，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件，领域内技术人员可以对每个特定的应用及其实际约束条件选择采用不同的方法来实现所描述的功能，但是该种实现不应认为超出本技术的范围。
72.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。