[发明专利]一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法

说明书

本发明公开的一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，是针对大型复杂结构有限元计算网格合理划分问题，提出采用模态影响线控制网格划分，通过设置网格划分密度下限值和上限值，将上、下限值对应系统模态计算结果中的基本频率进行提取，利用二次多相式插值函数进行多次网格密度划分插值，并通过插值结果确定合理有效的网格划分密度。该模块可有效解决工程有限元计算过程中网格划分密度与计算量之间的矛盾，并可以快速确定出最佳的模型网格划分密度。

技术领域

本发明具体涉及一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法。

背景技术

在确定使用有限元数值分析方法进行防微振基台设计方案分析过程中，网格划分质量和数量至关重要。在数值建模过程中网格划分密度是确保FE模型分析(有限元模型分析)精度的数值保障重要因素，但是，在实际建模过程中网格划分密度与计算量之间存在矛盾，即当网格划分密度细化时，计算量必然很大；当计算量有限时，得到的网络划分密度却无法保证网格划分质量和精度。

发明内容

本发明旨在解决工程有限元计算过程中网格划分密度与计算量之间的矛盾，并可以快速确定出最佳的模型网格划分密度。

为了解决上述问题，本发明提供了一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，包括以下步骤：

步骤一：建立有限元几何模型，设置物理参数，为几何模型网格划分赋予物理属性；

步骤二：确定网格划分密度下限值L_dn和上限值L_up；

步骤三：按照L_dn、L_up进行三次网格划分，并根据模态分析方法进行有限元模态计算，分别提取其相应的基本频率值其中为L_dn和L_up的中间值；

步骤四：利用二次拉格朗日插值函数对进行插值分析，并根据插值分析结果进行二次插值，获得二次插值的网格划分密度下限值和上限值其中

步骤五：循环重复步骤三和步骤四，进行i次插值，获得i次插值的网格划分密度下限值和上限值其中按照进行三次网格划分，并进行有限元模态计算，分别提取相应的基本频率值利用二次拉格朗日插值函数对进行插值分析，并根据插值分析结果初步确定i值范围；

步骤七：在步骤六初步确定的i值范围内，提取出相应的第一阶固有频率ω_i并利用下列公式进行循环计算获得精确的i值；

其中，ω_i为初步确定的第i次插值计算的第一阶固有频率，ω_i+1为初步确定的第i+1次插值计算的第一阶固有频率，δ为模态计算结果收敛指标值，及δ的取值范围为：0<δ≤0.03。

上述一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，还包括根据获得精确的i值确定相对应的网格划分密度L_i，并根据L_i进行模型最终网格划分。

上述一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，步骤一中建立有限元几何模型包括绘制目标分析结构的立体图形及设置立体图形相关尺寸参数。

上述一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，物理参数包括目标分析结构的质量和密度。

上述一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，下限值L_dn的值对应的计算精度能确定最终网格划分密度值落在L_dn和L_up之间。

上述一种模态插值影响线控制网格划分密度的方法，下限值L_dn的值为0.1m时，其对应的计算精度能确定最终网格划分密度值落在L_dn和L_up之间。