[发明专利]一种有限元温度场的二次映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及有限元温度场分析结果在不同模型之间的映射，特别适用于温度场映射不完全的情况。 

背景技术

当热分析模型的结果要传递给结构分析模型进行进一步分析时，目前采用的是温度场映射方法，即指定一个容差，两个模型在这一容差控制下，进行温度场插值。但是，热分析模型和结构分析模型往往存在一定差异，导致结构分析模型上的部分节点不能进行映射，使后续分析无法进行，如果强行提交求解器进行运算，则会出现“某节点没有温度数据指定”的错误，目前尚没有方便直接的方法可以解决这一映射失败问题。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种有限元温度场的二次映射方法，该方法通过将结构分析模型转换为热分析模型，通过求解稳态热分析问题，获得整个模型上的温度场，从而实现温度场的二次映射。 

本发明的技术解决方案是：一种有限元温度场的二次映射方法，步骤如下： 

(1)将由其它商用软件计算得到的温度场映射到建立的NASTRAN结构分析模型上，得到一次温度场映射的结构分析模型，温度场为该结构分析模型的载荷； 

(2)从上述一次温度场映射的结构分析模型中，保留BEGIN BULK和ENDDATA关键字，提取节点位置、单元类型和节点编号信息、单元特性(不含复合材料层板单元特性)、节点温度信息和坐标系，生成新的文件； 

(3)在步骤(2)处理后的文件中增加热分析求解器设置以及热分析工况设置；增加热分析的材料特性；当待分析对象中存在复合材料层板单元时，增加单元特性，即将复合材料层板单元特性改为均质单元特性，并将NASTRAN软件进行热分析过程中不支持的单元类型修改成热分析支持的单元类型； 

(4)将步骤(3)处理后的结构分析模型中的温度场载荷修改为温度边界条件，得到热分析模型； 

(5)在NASTRAN软件中求解热分析模型，得到待分析对象完整的温度场，并将生成的温度场转化为NASTRAN格式的温度场载荷，完成温度场的二次映射。 

本发明与现有技术相比有益效果为： 

1)利用本发明，可以将一次映射的不完整温度场生成结构分析模型上的完整温度场。 

2)映射过程不需指定映射公差，自动根据结构构型生成具有线性插值精度的温度场。和现有映射方法相比，这一优点是非常重要的。因为公差过小，则映射可能无法实现；公差过大，则可能将其它结构上的温度场映射在结构上，导致错误映射。 

3)本发明适用于目前已知的各种单元(梁单元、板单元或者三维实体单元等等)，适应性好。 

4)本发明一次可以进行多工况映射，提高了运行效率。 

附图说明

图1为本发明方法流程图； 

图2a、2b为Thermal Desktop到NASTRAN的温度场映射输出示意图； 

图3为本发明某相机有限元模型； 

图4为本发明采用Thermal Desktop软件得到的一次映射温度场； 

图5为本发明实例二次映射后的温度场分布。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，具体步骤如下： 

一种有限元温度场的二次映射方法，其特征在于步骤如下： 

第一步，将由其它商用软件计算得到的温度场映射到建立的NASTRAN结构分析模型上，得到一次温度场映射的结构分析模型，温度场为该结构分析模型的载荷。 

根据热分析软件的不同，一次映射方法有多种，当从Thermal Desktop热分析温度场映射到NASTRAN模型时，主要步骤如下： 

1)生成需要映射温度场的NASTRAN模型 

2)在Thermal Desktop软件中，按照图2a、2b依次进行。生成映射后的温度载荷数据。 

3)在PATRAN中导入上一步生成的数据，在PATRAN中将产生温度载荷。 

4)将上一步生成的载荷施加在模型上，完成温度场的一次映射。 

5)以温度场为载荷，建立结构分析工况，输出为NASTRAN模型文件。 

当从IDEAS热分析温度场映射到NASTRAN模型时，主要步骤如下： 

1)需要IDEAS的两个结果文件：INPF和tmgtempn.unv 

2)从INPF文件中提取节点和单元信息 

3)从tmgtempn.unv文件中提取节点温度信息