[发明专利]一种适用于叶脉模型的参数化建模有限元分析方法

权利要求书

1.一种适用于叶脉模型的参数化建模有限元分析方法，其特征在于，该方法通过对植物叶片数字化图像的研究，分析出如何提取叶脉坐标点云图，来有效的建立叶脉的参数化模型有限元分析，该方法包括以下步骤：

1）采集外观良好、叶脉清晰的所需植物叶片试样，清洗后使用吸水纸进行干燥化处理，使用标本夹进行压制；

2）使用扫描仪对植物叶片试样进行扫描，获得植物叶片的数字化图像；

3）使用计算机辅助设计软件AutoCAD对植物叶片试样数字化图像进行处理，采用点命令创建叶脉的点云图，对叶脉点云图标注坐标，注明正负值，并按一个方向将点云坐标记录到文本文档；

4）使用ANSYS参数化设计语言APDL对步骤3）中得到的数据进行参数化建模及有限元分析；

所述步骤3）具体为将扫描仪参数优化后得到的植物叶片数字化图像导入AutoCAD软件，选择1：1比例，使用点命令标注点云图时在点样式里将点大小进行调整至足够匹配叶脉，采用基线标注的方法标注点云图；

所述步骤4）中使用ANSYS参数化设计语言APDL进行参数化建模，具体为：使用命令流K,NPT,X,Y,Z在ANSYS里建立叶脉的点云图，再使用命令流L,P1,P2,NDIV建立叶脉数字化线段模型；在前处理模块/PREP7使用BLC4、CYLIND以及布尔运算命令流建立几何模型，使用ET、MP命令流赋予单元及属性，使用ESIZE、VSWEEP命令流划分网格；在APDL编程的过程中，使用单变量对话框*ask, Par, Query, DVAL将特征值赋予参数，从而建立人机交互界面；

所述步骤4）中使用ANSYS参数化设计语言APDL进行有限元分析具体为：静力学分析使用ANSYS隐式求解器，使用SFA、DA、/SOLU命令流施加约束载荷并求解，使用通用后处理；动力学分析使用ANSYS/LS-DYNA求解器，通过定义接触、时间轴、速度载荷、力载荷来输出K文件，设置输出格式为d3plot二进制文件，使用LS-PREPOST进行后处理分析；

所述步骤4）具体为基于APDL对ANSYS二次开发，将编写的txt扩展名的参数化命令流变为mac扩展名的参数化宏，将其放入ANSYS的工作目录H:\Ansys 18 files，再链接到ANSYS的启动文件，即，ANSYS18.0位置为：…\ANSYS Inc\v180\ansys\apdl，找到start.ans文件，在最后输入：

/PSEARCH, H:\Ansys 18 files

*ABBR,Y1,Y1.mac

*ABBR,Y2,Y2.mac

*ABBR,Y1.2ZP,Y1.2ZP.mac

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