一种有限元程序的参数化分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有限元程序的参数化分析方法及系统，其中所述系统包括：结构计算模块、可视化模块、有限元工具模块和后处理模块；结构计算模块，用于存储基于需要分析的结构模型生成的第一分析文件；可视化模块，用于接受用户输入的模型参数，并将模型参数赋值给第一分析文件，获得第二分析文件；还用于调用有限元工具模块；有限元工具模块，用于在收到所述调用之后，读取并执行第二分析文件，获得计算结果；后处理模块，用于根据计算结果，获得图形结果和数值结果；并将图形结果和数值结果返回给可视化模块；可视化模块，还用于显示图形结果和数值结果。保证了使用有限元工具分析的高效率，不用反复进行编写程序，更加便捷，降低了分析成本。

【技术实现步骤摘要】
一种有限元程序的参数化分析系统
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种有限元程序的参数化分析系统。
技术介绍
很多工程结构因其结构、载荷、约束复杂，难以得到解析结果。而有限元是一种用于工程结构数值计算的常用工具，广泛应用于工程结构的数值计算。采用有限元软件进行工程计算时，经常需要进行参数分析。即分析结构的不同参数，例如，结构尺寸、载荷等。对某一结果，例如谐振频率、位移变形量或者关注区域的应力值等结果的影响。复杂结构的有限元模型一般较为复杂，模型中的参数较多，参数化程序很长。对于不是很熟悉参数化编程语言或者不熟悉有限元工具的技术人员而言，阅读和修改程序中的参数以及输出图形结果很不方便。而技术人员又不可能短时间的掌握有限元工具，这导致对求解某一类工程结构的参数化程序的效率和便捷性大打折扣。因此，目前亟需一种更加便捷的参数化分析方法或系统。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种有限元程序的参数化分析方法及系统，保证了使用有限元工具分析的高效率，不用反复进行编写程序，更加便捷，降低了分析成本。第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种有限元程序的参数化分析系统，包括：结构计算模块、可视化模块、有限元工具模块和后处理模块；其中，所述结构计算模块，用于存储基于需要分析的结构模型生成的第一分析文件；其中，所述第一分析文件为所述有限元工具模块可执行的文件；所述可视化模块，用于接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述第一分析文件，获得第二分析文件；还用于调用所述有限元工具模块；所述有限元工具模块，用于在收到所述调用之后，读取并执行所述第二分析文件，获得计算结果；所述后处理模块，用于根据所述计算结果，获得图形结果和数值结果；并将所述图形结果和所述数值结果返回给所述可视化模块；所述可视化模块，还用于显示所述图形结果和所述数值结果。可选的，所述第一分析文件包括第一参数文件、有限元文件和计算文件；所述结构计算模块包括：参数定义单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述第一参数文件；其中，所述第一参数文件中定义有所述结构模型中需要进行分析的目标参数；网格划分单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述有限元文件；其中，所述有限元文件用于在执行时将所述结构模型转化为有限元模型；计算单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述计算文件；其中，所述计算文件用于进行有限元计算。可选的，所述第一参数文件、所述有限元文件和所述计算文件保存在同一文件夹。可选的，所述第二分析文件包括第二参数文件；所述可视化模块包括：赋值单元，用于接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述第一参数文件，获得所述第二参数文件。可选的，所述第一参数文件中的所述目标参数标记有预设标识符；所述赋值单元，具体用于根据所述预设标识符识别所述目标参数，将所述模型参数赋值给所述目标参数，获得所述第二参数文件。可选的，所述第二分析文件还包括有限元文件和计算文件；所述有限元工具模块，包括：读取单元，用于在收到所述调用之后，读取所述第二分析文件；执行单元，用于根据所述第二参数文件和所述计算文件对所述有限元文件进行计算，获得所述计算结果。可选的，所述可视化模块包括：调用单元，用于通过cmd命令，调用所述有限元工具模块。可选的，所述有限元工具模块为ANSYS工具，所述第一分析文件的格式为*.mac。第二方面，基于同一专利技术构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种有限元程序的参数化分析方法，应用于上述第一方面中任一所述的可视化模块，所述方法包括：接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述结构计算模块中保存的所述第一分析文件，获得第二分析文件；其中，所述第一分析文件为基于需要分析的结构模型生成，且所述第一分析文件为所述有限元工具模块可执行的文件；调用有限元工具模块，并通过所述有限元工具模块读取并执行所述第二分析文件，获得计算结果；调用有限元工具模块，以使所述后处理模块根据所述计算结果，获得图形结果和数值结果；接收并显示所述图形结果和所述数值结果。第三方面，基于同一专利技术构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第二方面中所述方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种有限元程序的参数化分析系统，使用本实施例中的系统，用户只需在可视化模块进行操作，直观、方便、快速的设置模型参数，可避免了用户直接接触长幅的参数化计算代码，避免出错，提高了参数化分析的稳定性，有利于参数化分析模型的推广使用。并且本系统中区分了结构计算模块和有限元工具模块，二者相互独立，通过对结构计算模块中的第一分析文件进行赋值，灵活多变。然后，通过有限元工具模块读取执行，保证了分析的高效率，不用反复进行编写程序，降低了分析成本；同时，本申请中的APDL命令流(也即有限元工具执行的命令流)不是在输入参数和内容时生成的，而是事先构建结构计算模块作为命令流。然后在通过可视化模块将窗口输入的数据赋值到结构计算模块中对应的参数，可以适用于有限元参数分析这一大类问题，应用范围更广，保证了系统的可移植性，可基于不同的有限元工具和不同的结构模型进行应用。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种有限元程序的参数化分析系统的结构示意图；图2示出了本专利技术第一实施例提供的一超声疲劳试样的结构示意图；图3示出了本专利技术第一实施例提供的例1中的可视化模块的示意图；图4示出了本专利技术第一实施例提供的例2中的可视化模块的示意图；图5示出了本专利技术第二实施例提供的一种有限元程序的参数化分析方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。利用与有限元软件相匹配的语言编制参数化程序，可以实现结构的参数化建模、施加参数化载荷、求解及参数化后处理结果的显示等。在参数化分析过程中，只需要简单地修改其中的参数即可反复分析各种尺寸、不同载荷大小的多种设计方式或者序列性产品，可以极大的提高分析效率，减小分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有限元程序的参数化分析系统，其特征在于，包括：结构计算模块、可视化模块、有限元工具模块和后处理模块；其中，/n所述结构计算模块，用于存储基于需要分析的结构模型生成的第一分析文件；其中，所述第一分析文件为所述有限元工具模块可执行的文件；/n所述可视化模块，用于接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述第一分析文件，获得第二分析文件；还用于调用所述有限元工具模块；/n所述有限元工具模块，用于在收到所述调用之后，读取并执行所述第二分析文件，获得计算结果；/n所述后处理模块，用于根据所述计算结果，获得图形结果和数值结果；并将所述图形结果和所述数值结果返回给所述可视化模块；/n所述可视化模块，还用于显示所述图形结果和所述数值结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种有限元程序的参数化分析系统，其特征在于，包括：结构计算模块、可视化模块、有限元工具模块和后处理模块；其中，
所述结构计算模块，用于存储基于需要分析的结构模型生成的第一分析文件；其中，所述第一分析文件为所述有限元工具模块可执行的文件；
所述可视化模块，用于接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述第一分析文件，获得第二分析文件；还用于调用所述有限元工具模块；
所述有限元工具模块，用于在收到所述调用之后，读取并执行所述第二分析文件，获得计算结果；
所述后处理模块，用于根据所述计算结果，获得图形结果和数值结果；并将所述图形结果和所述数值结果返回给所述可视化模块；
所述可视化模块，还用于显示所述图形结果和所述数值结果。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一分析文件包括第一参数文件、有限元文件和计算文件；所述结构计算模块包括：
参数定义单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述第一参数文件；其中，所述第一参数文件中定义有所述结构模型中需要进行分析的目标参数；
网格划分单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述有限元文件；其中，所述有限元文件用于在执行时将所述结构模型转化为有限元模型；
计算单元，用于存储基于所述结构模型生成的所述计算文件；其中，所述计算文件用于进行有限元计算。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一参数文件、所述有限元文件和所述计算文件保存在同一文件夹。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二分析文件包括第二参数文件；所述可视化模块包括：
赋值单元，用于接受用户输入的模型参数，并将所述模型参数赋值给所述第一参数文件，获得所述第二参数文件...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文杰，夏江涛，白会平，陈军，冯冠文，杜蓉，雷泽红，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42