[发明专利]一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法

权利要求书

1.一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建理想方形表面的几何模型和网格模型，在通用有限元软件UI界面依次输入关键几何参数，构建理想方形表面的几何模型；输入关键网格参数，利用结构化网格划分方法构建理想方形表面的网格模型；关键参数包括：方形表面的形心(x₀,y₀)、长l₀和宽w₀，网格模型中长边方向的单元数ln和宽边方向的单元数wn；

S2、创建理想方形表面有限元网格生成脚本文件，提取方形表面几何模型和网格模型构建过程中产生的命令流；

S3、计算理想方形表面网格模型中长边方向和宽边方向的节点数；

S4、计算实测数据中一个周期内长边方向和宽边方向的测点数，分析白光干涉仪的实测数据，把所有测点的x、y、z坐标分离出来并组建三个数据文件；分析测点x坐标和y坐标的周期性，获得一个周期内x方向和y方向的测点数，分别为tln和twn；明确测点坐标与理想方形表面长边方向和宽边方向的对应关系，即测点坐标中x方向与理想方形表面的长边方向同向，测点坐标中y方向与理想方形表面的宽边方向同向；把上述三个数据文件导入通用有限元软件中；

S5、计算理想方形表面长边方向和宽边方向的采样步长，获取理想方形表面长边方向的采样步长ls和理想方形表面宽边方向的采样步长ws；

S6、创建采样数据数组，在S2更新的脚本文件中，编程实现双重循环，双重循环包括外循环和内循环，循环完毕后即可得采样数据数组；

S7、获取理想圆形表面网格模型中的所有节点，在S6更新的脚本文件中，编程构建虚拟长方体，使得理想圆形表面网格模型的所有节点均被包含在内，并实现所有节点的获取；

S8、修改网格模型中各节点的z坐标，在S7更新的脚本文件中，利用S6创建的采样数据数组，以采样数据数组长度为循环数，编程实现S7中所选节点z坐标的更改；

S9、获得方形表面的微观有限元网格模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S1中，网格模型中长边方向的单元数ln和宽边方向的单元数wn为可变关键参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S2中，把可变关键参数ln和wn设置为变量，并用变量替换命令流中关键参数对应的常值，获得参数驱动的理想方形表面有限元网格生成脚本文件。

4.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S3中，理想方形表面网格模型中长边方向的节点数为ln+1、宽边方向的节点数为wn+1。

5.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S5中，所述理想方形表面长边方向的测点数tln除以该方向的节点数ln+1并取整，即得长边方向的采样步长ls。

6.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S5中，所述理想方形表面宽边方向的测点数twn除以该方向的节点数wn+1并取整，即得宽边方向的采样步长ws。

7.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S6中，所述外循环以理想方形表面网格模型宽边方向的节点数wn+1为循环数，采样步长取ws。

8.根据权利要求1所述的一种基于实测数据的方形表面微观有限元网格生成方法，其特征在于，在S6中，所述内循环以理想方形表面网格模型长边方向的节点数ln+1为循环数，采样步长取ls。