一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)度校核分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)設(shè)計(jì)中，飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析工作是其中必不可少且工作量很大的一項(xiàng)內(nèi)容，整個(gè)強(qiáng)度分析工作通常遵循下列流程:有限元網(wǎng)格劃分->Nastran(有限元)分析-> 強(qiáng)度模型建立_>強(qiáng)度分析_>計(jì)算報(bào)告。
[0003]而在上述流程中，有限元網(wǎng)格是強(qiáng)度模型計(jì)算的基礎(chǔ)，為強(qiáng)度計(jì)算提供必要的部分信息，包括整個(gè)模型的網(wǎng)格，對應(yīng)的載荷，部分材料屬性和單元特性等內(nèi)容，通過有限元網(wǎng)格基礎(chǔ)上建立強(qiáng)度模型，能夠最大程度的繼承已有數(shù)據(jù)。但是由于有限元網(wǎng)格是離散化后的單元，和強(qiáng)度分析的結(jié)構(gòu)單元有較大區(qū)別，所以目前迫切需要解決的問題為建立強(qiáng)度單元和有限元網(wǎng)格之間的關(guān)系，通過建立的關(guān)系來最大程度的借鑒已有有限元網(wǎng)格的參數(shù)，減少重復(fù)工作，提高強(qiáng)度校核工作的效率和準(zhǔn)確性。
[0004]在飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中，穩(wěn)定性分析占據(jù)了整個(gè)分析工作的90%以上，其中，蒙皮穩(wěn)定性的分析又占到整個(gè)穩(wěn)定性分析工作的30%以上。蒙皮的穩(wěn)定性分析主要通過對蒙皮的尺寸、化銑區(qū)域尺寸、厚度、材料參數(shù)和邊界條件進(jìn)行分析得出分析結(jié)果。蒙皮的尺寸需要將離散的有限元單元合并為強(qiáng)度單元來實(shí)現(xiàn)。飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核軟件中，通過應(yīng)力模型和強(qiáng)度模型之間的關(guān)系，將原始的有限元單元通過映射關(guān)系建立強(qiáng)度單元和應(yīng)力單元的關(guān)系，在這種情況下，強(qiáng)度單元通常是由多個(gè)應(yīng)力單元組成，應(yīng)力單元負(fù)責(zé)提供原始的載荷，強(qiáng)度單元通過合并后獲得其分析對應(yīng)的尺寸以及厚度等信息。
[0005]目前在確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的尺寸時(shí)，由人工通過原始的三維CAD模型去查找各結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的尺寸。由于在實(shí)際操作過程中，需要對大量結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的尺寸進(jìn)行確定，因此，采用該種方法需要消耗大量的人力資源并且耗時(shí)。不僅如此，由于數(shù)值均通過人工記錄并計(jì)算，因此，在數(shù)值的讀取、計(jì)算過程中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響確定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元尺寸準(zhǔn)確性，最終導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析結(jié)果不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有的強(qiáng)度單元尺寸確定方案需要耗費(fèi)大量人力資源、耗時(shí)長、且準(zhǔn)確性差的問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的飛機(jī)強(qiáng)度單元合并方法與裝置。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方法，所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元包括桿單元以及板單元，所述方法包括:查找選中的有限元模型中包含的全部桿單元；獲取各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號;按照設(shè)定規(guī)則通過各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)編號對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的桿單元;將由所述桿單元圍成的區(qū)域生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元對應(yīng)的板結(jié)構(gòu);確定所述板結(jié)構(gòu)對應(yīng)的四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);依據(jù)所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序；將各節(jié)點(diǎn)順次連接生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的板單
J L ο
[0008]優(yōu)選地，所述獲取各桿單元兩點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號的步驟包括:獲取各桿單元對應(yīng)的標(biāo)識;分別依據(jù)各桿單元對應(yīng)的標(biāo)識獲取各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號。
[0009]優(yōu)選地，所述按照設(shè)定規(guī)則通過各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)編號對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并的步驟包括:針對每個(gè)節(jié)點(diǎn)編號，確定是否僅存在一個(gè)與所述節(jié)點(diǎn)編號相同的節(jié)點(diǎn)編號;若是，則將所述節(jié)點(diǎn)編號對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并。
[0010]優(yōu)選地，所述依據(jù)所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序的步驟包括:以所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為原點(diǎn)構(gòu)建直角坐標(biāo)系；確定除原點(diǎn)外的其他節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，與所述直角坐標(biāo)系的橫軸之間的夾角；按照夾角的大小對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對應(yīng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序;將所述原點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的順序排在其他節(jié)點(diǎn)之前。
[0011]優(yōu)選地，所述以所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為原點(diǎn)構(gòu)建直角坐標(biāo)系的步驟包括:從所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中任意選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)；從除所述原點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中任意選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);將選擇出的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)組成的射線作為直角坐標(biāo)系的橫軸；以所述原點(diǎn)為起點(diǎn)構(gòu)建與所述橫軸垂直的縱軸，生成直角坐標(biāo)系。
[0012]依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并裝置，所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元包括桿單元以及板單元，所述裝置，包括:查找模塊，用于查找選中的有限元模型中包含的全部桿單元;第一獲取模塊，用于獲取各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號;桿單元生成模塊，用于按照設(shè)定規(guī)則通過各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)編號對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并，生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的桿單元;板結(jié)構(gòu)生成模塊，用于將由所述桿單元圍成的區(qū)域生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元對應(yīng)的板結(jié)構(gòu);第一確定模塊，用于確定所述板結(jié)構(gòu)對應(yīng)的四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);排序模塊，用于依據(jù)所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序;板單元生成模塊，用于將各節(jié)點(diǎn)順次連接生成所述結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的板單元。
[0013]優(yōu)選地，所述第一獲取模塊包括:標(biāo)識獲取模塊，用于獲取各桿單元對應(yīng)的標(biāo)識；編號獲取模塊，用于分別依據(jù)各桿單元對應(yīng)的標(biāo)識獲取各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號，其中，每個(gè)標(biāo)識對應(yīng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)編號。
[0014]優(yōu)選地，所述桿單元生成模塊按照設(shè)定規(guī)則通過各桿單元兩端的節(jié)點(diǎn)編號對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并時(shí):針對每個(gè)節(jié)點(diǎn)編號，確定是否僅存在一個(gè)與所述節(jié)點(diǎn)編號相同的節(jié)點(diǎn)編號;若是，則將所述節(jié)點(diǎn)編號對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并。
[0015]優(yōu)選地，所述排序模塊包括:坐標(biāo)系建立子模塊，用于以所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為原點(diǎn)構(gòu)建直角坐標(biāo)系;夾角確定子模塊，用于確定除原點(diǎn)外的其他節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，與所述直角坐標(biāo)系的橫軸之間的夾角;排序子模塊，用于按照夾角的大小對節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對應(yīng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序;將所述原點(diǎn)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)排在其他節(jié)點(diǎn)之前。
[0016]優(yōu)選地，所述坐標(biāo)系建立子模塊以所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為原點(diǎn)構(gòu)建直角坐標(biāo)系時(shí):從所述四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中任意選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)；從除所述原點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)中任意選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);將選擇出的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)組成的射線作為直角坐標(biāo)系的橫軸；以所述原點(diǎn)為起點(diǎn)構(gòu)建與所述橫軸垂直的縱軸，生成直角坐標(biāo)系。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方案由設(shè)備通過程序直接將離散的有限元網(wǎng)格進(jìn)行合并，并確定合并后的板結(jié)構(gòu)的四個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的排列位置，通過四個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)即可確定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的尺寸。相較于現(xiàn)有的需要人工查詢CAD模型來獲取結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元尺寸的方案能夠節(jié)省人力資源，還可以提升處理效率。此外，本發(fā)明實(shí)施提供的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并的方案，由于是由設(shè)備通過程序直接對有限元模型中的有限元網(wǎng)格進(jìn)行合并，因此，在合并過程中不易發(fā)生錯(cuò)誤，且確定的節(jié)點(diǎn)順序合理不會(huì)造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元負(fù)面積的問題，故，合并后得到的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元的尺寸準(zhǔn)確性高。
[0018]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
【附圖說明】
[0019]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方法的步驟流程圖；
[0021 ]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并方法的步驟流程圖；
[0022]圖3是飛機(jī)板桿結(jié)構(gòu)有限單元局部示意圖；
[0023]圖4是飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元局部示意圖；
[0024I圖5是桿單元網(wǎng)格組成示意圖；
[0025]圖6是合并前四邊形單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元進(jìn)行合并的原理示意圖；
[0027]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三的一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例四的一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單元合并裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完