【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及航空領(lǐng)域，具體涉及一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法、系統(tǒng)、設(shè)備與介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、隨著民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性日益增加，相應(yīng)的參數(shù)化模型也變得越發(fā)復(fù)雜，這不僅增加了建模的難度，并且設(shè)計(jì)師需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力調(diào)整參數(shù)進(jìn)行有限元分析。各個(gè)參數(shù)之間往往存在著多重復(fù)雜的相關(guān)性，處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)優(yōu)化的空間縮小，限制工程設(shè)計(jì)人員尋找最優(yōu)解的能力。
2、目前，大多工程人員采用人工參數(shù)化建模的方法，需要人工參考各類信息對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。當(dāng)人工過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤之后，需要在強(qiáng)度計(jì)算解析過(guò)程結(jié)束之后才能根據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并反饋給上游，這個(gè)過(guò)程會(huì)消耗很多時(shí)間和人力。對(duì)模型渲染時(shí)，使用三維視圖進(jìn)行數(shù)據(jù)修改難以精確定位元素，并且對(duì)模型單元進(jìn)行批量操作時(shí)相對(duì)于二維場(chǎng)景會(huì)更加困難。
3、當(dāng)然，現(xiàn)有的一些參數(shù)化建模方法也有基于excel和vb進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但是代碼可讀性差，升級(jí)或修改功能時(shí)難度大，當(dāng)代碼出錯(cuò)時(shí)不易進(jìn)行維護(hù)；并且，需要通過(guò)人工方式在excel中生成模型的二維視圖，消耗更多的人力成本。此外，各飛機(jī)模型的型材、鋪層和材料數(shù)據(jù)分散于單機(jī)的不同excel表格中，操作流程復(fù)雜繁瑣，工程人員在修改和人工同步數(shù)據(jù)時(shí)容易出錯(cuò)。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的參數(shù)化建模技術(shù)在數(shù)據(jù)信息集成方面存在不足，難以實(shí)現(xiàn)真正意義的協(xié)同設(shè)計(jì)。并且，該方法僅對(duì)模型進(jìn)行二維展示，可理解性較差。
4、現(xiàn)有的參數(shù)化建模技術(shù)在靈活性和可復(fù)用性方面也存在不足。由于模型的專用性較強(qiáng)，不同項(xiàng)目之間的模型重復(fù)使用率低，當(dāng)設(shè)計(jì)需求發(fā)生變化時(shí)，工程設(shè)計(jì)人員往往需要重
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)的第一方面提供了一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其中，包括如下步驟：
2、步驟s1：對(duì)原始模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分生成自然網(wǎng)格模型；將完整的原始模型細(xì)粒度分解為反映飛機(jī)結(jié)構(gòu)主承力構(gòu)建的網(wǎng)格單元，各所述網(wǎng)格單元對(duì)應(yīng)所述原始模型的不同組成部分，各所述網(wǎng)格單元包含對(duì)應(yīng)部分的屬性信息；
3、步驟s2：多場(chǎng)景同步渲染與交互分析；在web端將所述網(wǎng)格單元還原為三維有限元模型，在二維場(chǎng)景中提供平面有限元模型，在服務(wù)器端同步構(gòu)建自定義的云數(shù)據(jù)庫(kù)；各所述網(wǎng)格單元的屬性信息存于所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中，所述云數(shù)據(jù)庫(kù)包括型材庫(kù)、鋪層庫(kù)、材料庫(kù)。
4、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，所述步驟s1包括如下步驟：
5、步驟s1.1：將所述原始模型導(dǎo)入有限元前處理軟件hypermesh中；
6、步驟s1.2：對(duì)所述原始模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建有限元分析需要的自然網(wǎng)格模型；
7、步驟s1.3：將所述自然網(wǎng)格模型導(dǎo)出為nastran?bdf格式的bdf文件；所述bdf文件包括多個(gè)bdf卡片，各所述bdf卡片對(duì)應(yīng)于各所述網(wǎng)格單元。
8、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，在所述步驟s1.2中，以飛機(jī)結(jié)構(gòu)骨架數(shù)模作為所述網(wǎng)格劃分的基準(zhǔn)。
9、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，所述步驟s2包括如下步驟：
10、步驟s2.1：在web端導(dǎo)入所述自然網(wǎng)格模型；
11、步驟s2.2：通過(guò)有限元分析軟件以及三維可視化組件將所述自然網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)化為所述三維有限元模型；
12、步驟s2.3：通過(guò)二維可視化組件將所述三維有限元模型降維形成平面有限元模型并提供聯(lián)動(dòng)的同步操作機(jī)制，使得用戶在任一視圖的有限元模型上操作都能實(shí)時(shí)反映到另一視圖上。
13、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，所述云數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)服務(wù)插入到所述有限元分析軟件中，在所述步驟s2中用戶對(duì)所述三維有限元模型的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行的所有操作都會(huì)實(shí)時(shí)同步更新至所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中以供用戶查詢、分析。
14、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，所述有限元分析軟件為pynastran，通過(guò)運(yùn)行所述有限元分析軟件內(nèi)置的求解器，結(jié)合所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性信息對(duì)所述三維有限元模型進(jìn)行有限元分析。
15、在如前所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法中，可選地，所述云數(shù)據(jù)庫(kù)是nosql數(shù)據(jù)庫(kù)mongodb；所述型材庫(kù)包括構(gòu)建所述三維有限元模型需要的型材截面信息，所述鋪層庫(kù)包括構(gòu)建所述三維有限元模型需要的復(fù)合材料鋪層和金屬殼元屬性信息，所述材料庫(kù)包括構(gòu)建所述三維有限元模型需要的復(fù)合材料和金屬材料信息。
16、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的第二方面提供了一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模系統(tǒng)。其中，所述參數(shù)化建模系統(tǒng)的前端采用vue.js構(gòu)建用戶界面，創(chuàng)建組件、路由、狀態(tài)管理；服務(wù)器端采用python開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)交互及api接口；數(shù)據(jù)庫(kù)使用mongodb創(chuàng)建集合和索引。包括：
17、模型構(gòu)建模塊，所述模型構(gòu)建模塊包括自然網(wǎng)格模型模塊和有限元模型模塊；所述自然網(wǎng)格模型模塊中內(nèi)置有限元前處理軟件hypermesh；所述有限元模型模塊內(nèi)置數(shù)據(jù)處理引擎；
18、渲染交互模塊，所述渲染模塊內(nèi)置三維可視化組件和二維可視化組件；
19、云數(shù)據(jù)庫(kù)；所述云數(shù)據(jù)庫(kù)包括型材庫(kù)、鋪層庫(kù)、材料庫(kù)。
20、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的第三方面提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述處理器運(yùn)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如前述第一方面中任一項(xiàng)所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法的步驟。
21、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者計(jì)算機(jī)程序被處理執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如前述第一方面中任一項(xiàng)所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法。
22、本專利技術(shù)提供的一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法通過(guò)構(gòu)建云數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、規(guī)范更新與共享數(shù)據(jù)，并提供三維場(chǎng)景和二維場(chǎng)景可視化結(jié)合聯(lián)動(dòng)操作模型的方式以供工程設(shè)計(jì)人員直觀、準(zhǔn)確地完成有限元模型的參數(shù)化建模與解析。
23、以下將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本專利技術(shù)的目的、特征和效果。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述步驟S1包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，在所述步驟S1.2中，以飛機(jī)結(jié)構(gòu)骨架數(shù)模作為所述網(wǎng)格劃分的基準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述云數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)服務(wù)插入到所述有限元分析軟件中，在所述步驟S2中用戶對(duì)所述三維有限元模型的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行的所有操作都會(huì)實(shí)時(shí)同步更新至所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中以供用戶查詢、分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述有限元分析軟件為PyNastran，通過(guò)運(yùn)行所述有限元分析軟件內(nèi)置的求解器，結(jié)合所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性信息對(duì)所述三維有限元模型進(jìn)行有限元分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述云數(shù)
8.一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)化建模系統(tǒng)的前端采用Vue.js構(gòu)建用戶界面，創(chuàng)建組件、路由、狀態(tài)管理；服務(wù)器端采用Python開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)交互及API接口；數(shù)據(jù)庫(kù)使用MongoDB創(chuàng)建集合和索引；包括：
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器運(yùn)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令或者計(jì)算機(jī)程序被處理執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述步驟s1包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，在所述步驟s1.2中，以飛機(jī)結(jié)構(gòu)骨架數(shù)模作為所述網(wǎng)格劃分的基準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述步驟s2包括如下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述云數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)服務(wù)插入到所述有限元分析軟件中，在所述步驟s2中用戶對(duì)所述三維有限元模型的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行的所有操作都會(huì)實(shí)時(shí)同步更新至所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中以供用戶查詢、分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的民機(jī)有限元模型的參數(shù)化建模方法，其特征在于，所述有限元分析軟件為pynastran，通過(guò)運(yùn)行所述有限元分析軟件內(nèi)置的求解器，結(jié)合所述云數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性信息對(duì)所述三維有限元模型進(jìn)行有限元分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民機(jī)有限元模型...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝東方，郁彤彤，李婷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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