[发明专利]一种疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法

权利要求书

1.一种疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)根据需要构建的凹坑形状，选择相匹配的用以进行冲压操作的形状单元；

2)对有限元模型上的凹坑区域单元进行自适应网格细分操作；

3)根据凹坑所要构建的位置选择凹坑冲压点和凹坑法向方向；

4)利用选择的凹坑冲模进行网格节点冲压操作；

5)完成冲压，删除形状单元，完成凹坑缺陷有限元模型构建。

2.根据权利要求1所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，所述形状单元包括形状与所要构建的凹坑形状相匹配的凹坑冲压几何模型或有限元网格。

3.根据权利要求1所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，步骤2)包括下列步骤：

21)在有限元模型上提取需要生成凹坑的区域网格作为凹坑区域单元；

22)判断凹坑区域单元的网格类型，根据不同的网格类型选取不同的网格细化算法，对凹坑区域单元进行细分操作。

4.根据权利要求3所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，步骤22)中，按照单元尺寸关系进行多次细分，直至满足单元尺寸要求。

5.根据权利要求4所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，按照单元尺寸关系进行多次细分的具体内容为：

指定一个单元尺寸，判断单元尺寸与凹坑区域单元尺寸的关系，若单元尺寸符合凹坑尺寸的限定尺寸要求，则凹坑区域单元细化结束；否则对凹坑区域单元再次进行细化操作，反复迭代细化，直至满足单元尺寸为凹坑尺寸的限定尺寸要求。

6.根据权利要求5所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，按照单元尺寸关系进行多次细分的具体内容为：

指定一个单元尺寸，判断单元尺寸是否为凹坑尺寸的1/10，若是，则凹坑区域单元细化结束；否则对凹坑区域单元再次进行细化操作，反复迭代细化，直至满足单元尺寸为凹坑尺寸的要求。

7.根据权利要求6所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，若单元尺寸不符合凹坑尺寸的1/10，则首先判断凹坑区域单元类型是否为四面体单元，若是，则利用四面体单元细分算法；若不是四面体单元，判断单元类型是否为六面体单元，若是，则利用六面体单元细分算法，否则，对凹坑区域单元再次进行细化，并判断单元尺寸和细化后的凹坑尺寸的关系，如果满足单元尺寸是细化后的凹坑尺寸的1/10，则细化结束，否则，再次进行凹坑区域单元的类型判断及单元细化，循环上述步骤，直至满足单元尺寸为凹坑尺寸的1/10的要求。

8.根据权利要求4所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，凹坑区域单元尺寸采用单元平均半径计算，其计算方法为：

a)获取凹坑区域单元的单元体积V；

b)利用单元体积V，根据球体积公式计算半径R，将其作为单元平均半径，进而获取网格单元尺寸。

9.根据权利要求1所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，所述网格节点冲压操作采用有限元前处理平台进行处理。

10.根据权利要求9所述的疲劳断裂凹坑缺陷有限元模型构建方法，其特征在于，所述有限元前处理平台采用Hypermesh前处理平台。