[发明专利]一种三维力学有限元模态分析中的接触分析方法

摘要

本发明属于三维结构力学分析数值求解技术领域，涉及一种三维力学有限元模态分析中的接触分析方法。本发明首先对目标电子器件结构进行建模，引入位移边界条件或者应力边界条件建立对应的几何结构模型，并根据各部件之间的相互关系，生成各部件之间的接触关系，然后对所建几何结构模型采用四面体网格进行剖分，并根据仿真区域接触面的面网格生成联合面网格，最后利用有限元法，建立考虑接触问题的目标电子器件的有限元广义本征方程，并求解该方程获得特征值和特征向量，进行后处理获得振动模态频率和振动振型，从而实现了模态分析中的接触分析，且获得高精度的数值计算结果。

主权项

一种三维力学有限元模态分析中的接触分析方法，包括以下步骤：A.将目标电子器件结构进行建模，引入位移边界条件或者应力边界条件建立对应的几何结构模型；B.根据电子器件各部件之间的相互关系，生成几何结构各部件之间的接触关系；C.对所建几何结构模型采用四面体网格进行剖分，将连续的几何结构空间转化为离散空间；D.根据仿真区域接触面的面网格生成联合面网格；E.利用有限元法，将平衡微分方程、几何方程和物理方程等效的结构力学边值问题在步骤C建立的网格空间进行离散，结合步骤D建立的联合面网格，建立考虑接触问题的目标电子器件的有限元方程；F.引入几何结构的惯性力，得到其自由振动有限元广义本征方程；G.求F步骤所获得的本征方程，获得一系列的特征值λj(j＝1,2,3…n)和对应的特征向量即振幅向量，其中n为所求特征值的个数；H.对G步骤获得的特征值和对应特征向量进行后处理获得振动模态频率和对应振动振型。