[发明专利]实现有限元模型的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及有限元模型的实现，更特别地，涉及允许使属性数据的应用独立于有限元模型粒度的方法和设备。

背景技术

有限元建模是在当今可靠的技术。其允许在数值上计算通常非常复杂的物体的特性。有限元建模基于按由有限元组成的网格对空间的切分。此外，在有限元模型的创建时，模型化实体的一组属性数据通常与有限元模型的元直接关联。这些属性数据例如可以是模型化实体的物理特性。属性数据与有限元模型的这种关联使属性数据依赖于有限元模型的粒度。

此外，有限元模型常应用于设计复杂组体，诸如飞行器等。这样的组体需要操作复杂的有限元模型。举例而言，飞行器区段(例如中央机身)的有限元模型可以包括超过33000个有限元。鉴于有限元中的每个通常与一组属性数据相关联，因此对于整个有限元模型，要操作大量的属性数据。

传统上，通过连续增大有限元模型的粒度，迭代地，对复杂的组体(比如飞行器)进行设计。换言之，在设计的各步骤中，可对有限元模型的有限元数量进行修改。例如，根据所使用材料和构造原理而进行的一次或更多次计算，对有限元模型的粒度进行修改。因此，直接取决于有限元模型的特殊粒度的属性数据，在每次改变有限元模型的粒度时，应完全被重新创建。即便与新有限元模型相关联的新属性数据与产生新有限元模型的有限元模型所关联的属性数据相同，依然需要完成全部属性数据的创建。该约束源于属性数据是通过数字与有限元模型相关联的事实。如果有限元模型的粒度改变，该数字将产生变化，便不可能在不同组属性数据之间建立联系。

随着属性数据的量可以极大，并且这些属性数据的创建需要许多人为干预的步骤，因此形成在设计的每次迭代时重复出现的显著约束，从而导致不可能随时修改有限元模型的粒度水平，且增加了设计过程的延期。

发明内容

存在以相对快速和灵活的方式实现有限元模型的需要。

本发明允许解决上述问题中的至少一个。

本发明的目的因此在于提出一种通过计算机实现有限元模型的方法，所述模型包括至少一个元并对几何实体建模，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.通过计算机的接口获得至少一个属性数据和至少一个位置识别码，以便把至少一个属性数据和至少一个位置识别码存储在计算机的存储器中，所述至少一个位置识别码允许识别至少一个属性数据在几何实体上的位置；以及

b.在计算机的存储器中，在至少一个位置识别码和至少一个有限元模型的元之间建立对应关系。

这样的方法允许使属性数据的创建独立于有限元模型的粒度。该方法还允许在有限元模型的整个改进过程期间，保存属性数据的信息。

在特定实施方式中，该方法还包括把至少一个属性数据与有限元模型的至少一个元相关联的步骤，对于至少一个元而言，在计算机的存储器中已经建立了与至少一个属性数据的位置识别码的对应关系。

在特定实施方式中，该方法还包括通过计算机根据对应规则修改至少一个属性数据和/或位置识别码的步骤。

在另一特定实施方式中，该方法还包括通过计算机根据对应规则生成至少一个属性数据和/或位置识别码的步骤。

在特定实施方式中，对应规则是使用者通过计算机的接口确定的。

在另一特定实施方式中，对应规则是在线性插值法、对数插值法、平均值、加权平均值、基于预设区单位体积表达的厚度计算以及两值间距的按比例平均值中选择的。

在特定实施方式中，对有限元模型的至少一个元的修改根据对应规则修改至少一个属性数据和/或位置识别码。

在另一特定实施方式中，对有限元模型的至少一个元的修改根据对应规则生成至少一个属性数据和/或位置识别码。

在特定实施方式中，有限元模型中的元的创建生成至少一个属性数据和/或位置识别码。

在特定实施方式中，包括通过计算机的接口获取至少一个属性数据的步骤是基于有限元模型执行的。

在特定实施方式中，几何实体是在一维元和二维元中选择的。

在特定实施方式中，至少一个属性数据是在正剖面、惯量、剪切面、转矩、厚度和表面值中选择的。

本发明的目的还在于提出适于实施根据前述方法的每个步骤的装置的设备。

本发明的目的还在于提出包括程序代码指令的计算机程序，所述程序当在计算机上执行时用于执行前述方法的步骤。

在特定实施方式中，程序的形式是记录在信息系统可读介质上的产品，其包括经编程的代码部件。

附图说明

通过附图上的非限定性示例示出本发明，其中，相同的标记指示相似的组件：

-图1示意性示出允许实施本发明的装置的示例；