[发明专利]一种基于有限元分析的飞行器结构质心漂移量高精度设计方法

摘要

一种基于有限元分析的飞行器结构质心漂移量高精度设计方法，该方法为建立结构的有限元模型，提取模型不同区域材料的密度信息；匹配单元类型，将二维有限元单元离散成三角形单元，三维有限元单元离散成四面体单元；提取属于同一个三角形单元和四面体单元的有限元网格节点的初始坐标；根据三角形单元和四面体单元的节点坐标，计算单元的体积，结合材料密度可得有限元单元的质量；应用整体质心公式计算有限元分析之前结构整体的质心坐标；提交有限元模型进行分析；提取有限元分析后的三角形单元和四面体单元节点坐标，计算单元变形后对应单元的质心，进而计算有限元分析之后结构整体的质心坐标；分析前后结构整体质心的距离，即为质心的漂移量。

主权项

一种基于有限元分析的结构质心漂移量高精度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:建立结构的几何模型，并对结构划分网格和赋予材料属性，采用二次开发的方式提取有限元模型不同区域材料的密度信息；步骤2:根据模型中有限元单元名称从单元数据库中匹配单元类型，并采用几何方法将二维单元离散成三角形单元，三维单元离散成四面体单元；步骤3:采用二次开发的方式通过编程提取属于同一个三角形单元和四面体单元的网格节点的初始坐标；步骤4:根据三角形单元和四面体单元的节点坐标和几何方法计算相应单元的体积，结合步骤1中的材料密度得到有限元单元的质量，进而对三角形单元和四面体单元质量求和得到有限元结构整体的质量；步骤5:根据步骤3中的三角形单元和四面体单元节点初始坐标，根据质心公式计算单元的初始质心，然后应用整体质心公式计算有限元分析之前结构整体的质心坐标；步骤6:施加载荷与约束条件，并进行有限元分析；步骤7:提取有限元分析后的网格节点坐标，应用几何方法计算步骤3中单元变形后的质心，进而应用整体质心公式计算有限元分析之后结构整体的质心坐标；步骤8:应用空间距离公式计算步骤5中结构有限元分析之前的质心与步骤7中有限元分析之后质心的距离，即为结构质心的漂移量。