[发明专利]基于ANSYS脚本语言的航空电子产品振动云仿真自动接口方法

说明书

本申请公开了一种基于ANSYS脚本语言的航空电子产品振动云仿真自动接口方法，包括:在本地可视化界面中输入3D几何模型本地地址、材料参数、固定约束位置、载荷PSD谱值与方向和分析类型，将数据上传到云端，云端的ANSYS workbench仿真软件导入3D几何模型、将材料参数赋予3D几何模型、对3D几何模型进行更新和网格划分，然后施加模态边界条件，接着进行模态分析的后处理，根据用户选择随机振动分析、谐响应分析或瞬态分析中的一种，再施加不同载荷并相应的进行后处理。本申请利用云平台进行仿真，提高了仿真效率,快速准确的做好航空电子产品故障行为仿真与可靠性预计。

技术领域

本发明属于航空产品应力仿真技术领域，具体涉及一种基于ANSYS脚本语言的航空电子产品振动云仿真自动接口方法。

背景技术

航空电子产品一般是由具有独立功能的各类电子系统组成，例如飞行控制系统、导航系统等，它们是控制飞行器运行的大脑，其可靠性一直以来受到重视。航空电子产品的结构大致由机箱、电路板及其上的元器件以及连接部件组成，在任务过程中受到温度、振动、气压等的影响，目前通常采用应力仿真方法来保证其在各种环境下的可靠性。振动仿真就是应力仿真方法的一种，用于模拟飞行器在滑跑、上升、循环、下降、着陆等一系列任务阶段中的振动环境，考查其振动响应是否会造成产品的故障。航空电子产品结构复杂，大到机箱，小到重要的元器件，进行仿真的时候都需要加以考虑，因此有限元振动分析时的网格规模较大，加上航空电子产品属于多阶段多任务系统，不同阶段和不同任务的振动类型、振动量值、施加方向可能不同，因此，要对一个航空电子产品进行振动仿真，其计算规模较大，需要占用的存储空间大，通常利用工作站仿真也要很长的时间，很多用户由于缺少硬件和软件资源，无法开展振动应力仿真。

云计算是提供了一种计算资源共享的形式，用户可以投入很少的资金和人力等资源，就可以通过台式机、笔记本、手机等方式接入数据中心，利用云端的软件、服务器、网络、存储器，按自己的需求进行运算。云计算的出现，为航空电子产品振动仿真提供了便捷条件，计算的效率也大大提高。航空电子产品的云端计算，就是用户在本地操作云端服务器上的计算机辅助分析软件，实现产品在振动环境条件下的应力响应计算的过程。要实现云端计算，首先要将模型和材料参数以及一些参数的设置传送到云端的振动仿真软件中，需要设计接口实现振动仿真软件的自动调用。

航空电子产品的振动仿真包括模态仿真、随机振动、正弦振动和冲击仿真等类型，其中模态仿真是基础，后三者则要根据电子产品实际承受的振动类型来确定。不论是在本地计算还是云端计算，振动仿真的步骤通常都要包括建模、赋予材料参数、划分网格、设置边界和载荷条件以及后处理结果提取等。常用的航空电子产品振动仿真软件包括ANSYS、MSC.Nastran等，其中ANSYS软件的Workbench模块具有较强的三维模型处理功能，因此较为常用。且该软件提供了二次开发语言APDL和Javascript、Python程序的脚本语言，方便用户自动调用。通过调研发现，对于振动仿真的不同步骤，ANSYS的脚本开发语言是有所不同的，例如，赋予材料参数通过Python语言，而后处理结果提取需要使用JavaScript，需要综合利用不同的脚本语言，实现云端仿真接口的设计。通过对现有技术的查新和检索，国内外还没有关于航空电子产品振动云仿真的接口方法的报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种在云端进行航空电子产品振动云仿真的自动化接口方法，它的出现，能够克服现有的振动仿真在本地计算时候的效率不高、成本过高以及对技术人员能力要求过高的不足，使得航空电子产品的振动仿真更加高效，节约成本，易于推广，从而提高航空电子产品的可靠性水平。

本发明公开了一种基于ANSYS脚本语言的航空电子产品振动云仿真自动接口方法，根据ANSYS软件为了方便用户自动调用提供的二次开发语言APDL和JavaScript、Python程序的脚本语言，在本发明中对振动仿真的不同步骤采用了不同的ANSYS的脚本开发语言，实现了用户在本地输入仿真数据后在云端自动完成仿真并将振动仿真结果返回本地，其具体步骤如下：