有限元网格自动划分方法、设备和存储介质技术

本发明专利技术实施例公开了一种有限元网格自动划分方法、设备和存储介质。其中，方法包括：从CAE软件获取目标零部件的三维几何特征；根据所述三维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理；利用CAE软件对清理后的三维几何特征进行网格生成，得到三维网格特征；根据所述三维几何特征的分类，调整每个分类对应的三维网格特征；根据网格质量要求，对调整后的三维网格特征进行修正。本实施例实现了自动化的有限元网格划分流程，提高了网格划分效率。提高了网格划分效率。提高了网格划分效率。

【技术实现步骤摘要】
有限元网格自动划分方法、设备和存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及有限元网格处理技术，尤其涉及一种有限元网格自动划分方法、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]汽车车身结构开发过程中，CAE性能仿真是必不可少的环节，而有限元网格划分是影响仿真结果的关键因素。目前已有专业前处理工具进行网格划分，如Altair的Hypermesh和BETA公司的ANSA，两款软件均包含一维、二维、三维的网格划分算法。
[0003]但在现有的汽车开发过程中，仍需要手动操作软件工具，在网格划分的各个环节进行人工识别或调整，使最终得到的有限元网格更加符合CAE性能仿真的要求。该过程十分耗时，需要投入的人力较多、费用较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种有限元网格自动划分方法、设备和存储介质，实现了自动化的有限元网格划分流程，提高了网格划分效率。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种有限元网格自动划分方法，包括：从CAE软件获取目标零部件的三维几何特征；根据所述三维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理；利用CAE软件对清理后的三维几何特征进行网格生成，得到三维网格特征；根据所述三维几何特征的分类，调整每个分类对应的三维网格特征；根据网格质量要求，对调整后的三维网格特征进行修正。
[0006]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如任一实施例所述的有限元网格自动划分方法。
[0007]第三方面，本专利技术实施例还提供了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任一实施例所述的有限元网格自动划分方法。
[0008]本实施例根据三维几何特征的特点实现几何特征进行自动清理，使清理后的几何特征更加符合网格生成的要求；并根据三维几何特征的分类实现初始三维网格特征的自动调整，减少初始网格中的不合格网格；最后根据网格质量要求对调整后的三维网格特征进行修正，使修正后的三维网格特征更加符合有限元计算的要求。以上一系列的网格划分流程，一方面能够有效区分不同几何特征的特点并进行针对性的处理，使最终得到的网格划分结果很好地适配几何特征的特点；另一方面能够由电子设备自动执行，无需人工操作软件进行手动几何清理或网格调整等，实现了有限元网格划分的全流程自动化，提高了网格化分效率。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1是本专利技术实施例提供的一种有限元网格自动划分方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种几何清理的示意图；图3是本专利技术实施例提供的三维凸包和外轮廓三角平面的示意图；图4是本专利技术实施例提供的二维几何特征的外轮廓的示意图；图5是本专利技术实施例提供的由完整环路构成的4种二维几何特征的示意图；图6是本专利技术实施例提供的清理一圈的二维几何特征的示意图；图7是本专利技术实施例提供的清理两圈的二维几何特征的示意图；图8是本专利技术实施例提供的图5所示二维几何特征清理完成的二维几何特征的示意图；图9是本专利技术实施例提供的由非完整环路构成的二维几何特征的示意图；图10是本专利技术实施例提供的图9所示二维几何特征历次清理的结果示意图；图11是本专利技术实施例提供的包括曲面特征的二维几何特征的示意图；图12是本专利技术实施例提供的图11所示二维几何特征最终清理的结果示意图；图13是本专利技术实施例提供的车身结构的示意图；图14为本专利技术实施例提供的地板结构的网格聚类结果；图15是本专利技术实施例提供的修补前后的第二二维几何特征的示意图；图16是本专利技术实施例提供的凸多边形切分的示意图；图17是本专利技术实施例提供的线段集合的示意图；图18是本专利技术实施例提供的第一对向线段集合和第二对向线段集合的示意图；图19是本专利技术实施例提供的一种节点总数相等时逐行生成网格的示意图；图20是本专利技术实施例提供的另一种节点总数相等时逐行生成网格的示意图；图21是本专利技术实施例提供的节点总数不相等时逐行生成网格的示意图；图22是本专利技术实施例提供的网格插值的示意图；图23是本专利技术实施例提供的一种网格翘曲角度的示意图；图24是本专利技术实施例提供的一种网格最小角度的示意图；图25是本专利技术实施例提供的一种网格最小高度的示意图；图26是本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0011]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。
[0012]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0013]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0014]本专利技术实施例提供一种有限元网格自动划分方法，适用于对汽车的板壳结构零部件进行有限元网格自动划分的情况，以解决汽车结构开发中结构网格划分效率低，需投入人员与费用较多的问题。该方法可以由电子设备执行。参见图1，本实施例提供的方法包括：S110、从CAE软件获取目标零部件的三维几何特征。
[0015]目标零部件指需要进行有限元网格划分的汽车零部件。将目标零部件的CAD模型导入到CAE软件中，得到该零部件的三维几何特征。需要说明的是，板壳结构零部件大部分采用冲压工艺制成，存在大量的工艺孔、安装孔、倒角、冲压筋等不同的特点。本实施例将针对每种三维几何特征的特点进行针对性的几何清理。
[0016]可选的，通过二次开发的程序从CAE软件中读取三维几何特征，包括目标零部件CAD模型中的点、线、面的数据，具体包括各点的编号、在整车坐标系中的坐标，线段的编号，面的编号等，并将点与线段信息保存，为后续步骤提供数据输入。
[0017]S120、根据所述三维几何特征的特点，确定需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有限元网格自动划分方法，其特征在于，包括：从CAE软件获取目标零部件的三维几何特征；根据所述三维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理；利用CAE软件对清理后的三维几何特征进行网格生成，得到三维网格特征；根据所述三维几何特征的分类，调整每个分类对应的三维网格特征；根据网格质量要求，对调整后的三维网格特征进行修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理，包括：根据所述三维几何特征的三维凸包确定面积最大的外轮廓三角平面；将所述三维几何特征向所述外轮廓三角平面进行投影，得到第一二维几何特征；在所述第一二维几何特征中确定具有相互连接关系的第一外轮廓；根据所述第一外轮廓和所述第一二维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一外轮廓和所述第一二维几何特征的特点，确定需要清理的特征并进行清理，包括：如果所述第一二维几何特征由完整环路构成，根据所述第一外轮廓以及所述第一二维几何特征与第一外轮廓的连接关系，确定需要清理的特征并进行清理；如果所述第一二维几何特征由非完整环路构成，根据所述第一外轮廓以及所述三维几何特征中相邻面的夹角，确定需要清理的特征并进行清理；如果所述第一二维几何特征包括曲面边界特征，根据所述第一外轮廓以及所述三维几何特征中的最大面积曲面，确定需要清理的特征并进行清理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维几何特征的分类，调整每个分类对应的三维网格特征，包括：对于所述三维几何特征中的设定几何特征，采用CAE软件对所述设定几何特征进行网格重构；对于所述三维几何特征中的其它几何特征，以不合格网格为中心将对应的三维网格特征进行聚类并调整。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武振江，聂彦鑫，王巧凤，闫晓晓，杨建森，刘忠海，王鹏，曹展，王梦丹，张登权，夏海鹏，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：