本发明专利技术公开了一种有限元模型边界过渡优化方法、装置及可读存储介质，获取几何模型的六面体网格信息；采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测和层内过渡网格类型判断处理，得到层内过渡信息；采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡信息进行边界检测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息；根据所述六面体网格信息、所述层内过渡信息和所述层间过渡信息，采用基于python的有限元重构算法自动生成经过网格过渡的有限元模型，完成有限元模型边界过渡优化。本发明专利技术使得生成的有限元模型整体几何边界表面更为光滑。表面更为光滑。表面更为光滑。
【技术实现步骤摘要】
一种有限元模型边界过渡优化方法、装置及可读存储介质
[0001]本专利技术属于有限元分析
，涉及一种有限元模型边界过渡优化方法、 装置及可读存储介质。
技术介绍
[0002]本技术属于有限元分析领域(FEA)中的前处理部分生成有限元模型环节。 目前，有限元模型的生成通常由设计人员手动交互实现，其质量和结果严重依 赖设计人员的技术水平和经验，生成效率较低。因此，高精度的复杂有限元模 型自动快速生成技术是提高工程设计研发效率的关键因素之一。
[0003]目前在有限元模型的生成方法主要可分为两种。第一种方法是依靠传统有 限元软件内置的网格划分方式例如：自由网格划分、映射网格划分等。但传统 的生成方法普遍具有以下缺点：需要大量的手动交互操作；对复杂结构进行精 细有限元模型的生成操作难度高，生成质量难以保证；部分方法适应面较为狭 隘，方法的普遍性较差。
[0004]第二种是基于已有的平台根据针对特定的结构进行有限元网格划分方式的 技术二次开发，例如中国飞机强度研究所的杨志斌、蒋军亮等人专利技术的《一种 整体框架有限元模型快速建立方法》(陕西省：CN105739958B,2019
‑
02
‑
15)。该 方法虽然对于该结构在保证精度的前提下具有提高效率的效果，但仅适用于该 类特定结构，对于其他结构具有无法使用或无法获得良好优化效果的问题。所 以该方法具有较大的局限性，适应面较窄。
[0005]在另一项专利中，长安大学的张博、张壹哲、孙东生等人提出了《一种复 杂结构的精细有限元模型快速生成方法》(陕西省, CN113536617A[P].2021
‑
10
‑
22),为方便起见，下面简称为对比案例。该方法是 通过对几何模型进行剖面处理后得到一系列的二值图像后，再在HYPERMESH平 台上进行模型重构，最终生成高精度的六面体网格有限元模型。张、孙等人提 出的方法虽然适应面广泛、且能有效提高有限元模型的生成效率,减少手动交互 控制,但生成的有限元模型中位于非平行坐标面的几何边界与平行坐标面的非 平面几何边界都较为粗糙，对后续的计算分析易产生误差，有可能发生如因边 界不连续而导致的应力集中等情况。所以，当今仍然缺少适用面广泛、手动交 互较少的自动快速生成边界光滑的高精度有限元模型的方法。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种有限元模型边界过渡优化 方法、装置及可读存储介质，使得生成的有限元模型整体几何边界表面更为光 滑。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]一种有限元模型边界过渡优化方法，包括：
[0009]获取几何模型的六面体网格信息；
[0010]采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测和层内过渡网格类 型判断处理，得到层内过渡信息；
[0011]采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡信息进行边界检 测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息；
[0012]根据所述六面体网格信息、所述层内过渡信息和所述层间过渡信息，采用 基于python的有限元重构算法自动生成经过网格过渡的有限元模型，完成有限 元模型边界过渡优化。
[0013]进一步地，所述获取几何模型的六面体网格信息之前，还包括：
[0014]获取几何模型的二值图像，具体包括：
[0015]对所述几何模型进行剖面和预处理，得到所述几何模型的二值图像，所述 几何模型的二值图像包括像素点的像素值和像素坐标。
[0016]进一步地，所述获取几何模型的六面体网格信息，具体包括：
[0017]将所述几何模型的二值图像中像素点的像素值按像素坐标依次存入三维矩 阵中，得到所述几何模型的六面体网格信息。
[0018]进一步地，所述采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测和 层内过渡网格类型判断处理，得到层内过渡信息，具体包括：
[0019]采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测处理，获取层内过 渡网格坐标；
[0020]采用层内过渡算法对所述层内过渡网格坐标所对应的层内过渡网格类型进 行判断，得到层内过渡网格类型值；
[0021]将所述层内过渡网格类型值按所述层内过渡网格坐标存入三维矩阵，得到 所述层内过渡信息。
[0022]进一步地，所述采用层内过渡算法对所述层内过渡网格坐标所对应的层内 过渡网格类型进行判断，得到层内过渡网格类型值，具体包括：
[0023]对所述层内过渡网格坐标所对应的层内过渡网格类型进行判断时，检测所 述层内过渡网格坐标周围的网格类型，判断出层内过渡网格类型，给层内过渡 网格类型进行标注，得到层内过渡网格类型值。
[0024]进一步地，所述采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡 信息进行边界检测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息，具体包 括：
[0025]采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡信息进行边界检 测处理，获取层间过渡网格坐标；
[0026]采用层间过渡算法对所述层间过渡网格坐标所对应的层间过渡网格类型进 行判断，得到层间过渡网格类型值；
[0027]将所述层间过渡网格类型值按所述层间过渡网格坐标存入三维矩阵，得到 所述层间过渡信息。
[0028]进一步地，所述采用层间过渡算法对所述层间过渡网格坐标所对应的层间 过渡网格类型进行判断，得到层间过渡网格类型值，具体包括：
[0029]对所述层间过渡网格坐标所对应的层间过渡网格类型进行判断时，检测所 述层间过渡网格坐标周围的网格类型，判断出层间过渡网格类型，给层间过渡 网格类型进行标注，得到层间过渡网格类型值。
[0030]进一步地，所述根据所述六面体网格信息、所述层内过渡信息和所述层间 过渡信
息，采用基于python的有限元重构算法自动生成经过网格过渡的有限元 模型，具体包括：
[0031]所述基于python的有限元重构算法先由所述六面体网格信息、所述层内过 渡信息和所述层间过渡信息，结合输入的网格大小、剖面间距和二值图像数， 计算出节点编号、节点坐标、单元编号和单元节点关系；
[0032]所述基于python的有限元重构算法再由所述节点编号、节点坐标、单元编 号和单元节点关系，以及输入的材料属性自动生成经过网格过渡的有限元模型。
[0033]一种有限元模型边界过渡优化装置，包括：
[0034]获取模块，用于获取几何模型的六面体网格信息；
[0035]第一处理模块，用于采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检 测和层内过渡网格类型判断处理，得到层内过渡信息；
[0036]第二处理模块，用于采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内 过渡信息进行边界检测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息；
[0037]模型生成模块，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，包括：获取几何模型的六面体网格信息；采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测和层内过渡网格类型判断处理，得到层内过渡信息；采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡信息进行边界检测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息；根据所述六面体网格信息、所述层内过渡信息和所述层间过渡信息，采用基于python的有限元重构算法自动生成经过网格过渡的有限元模型，完成有限元模型边界过渡优化。2.根据权利要求1所述的一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，所述获取几何模型的六面体网格信息之前，还包括：获取几何模型的二值图像，具体包括：对所述几何模型进行剖面和预处理，得到所述几何模型的二值图像，所述几何模型的二值图像包括像素点的像素值和像素坐标。3.根据权利要求2所述的一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，所述获取几何模型的六面体网格信息，具体包括：将所述几何模型的二值图像中像素点的像素值按像素坐标依次存入三维矩阵中，得到所述几何模型的六面体网格信息。4.根据权利要求1所述的一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，所述采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测和层内过渡网格类型判断处理，得到层内过渡信息，具体包括：采用层内过渡算法对所述六面体网格信息进行边界检测处理，获取层内过渡网格坐标；采用层内过渡算法对所述层内过渡网格坐标所对应的层内过渡网格类型进行判断，得到层内过渡网格类型值；将所述层内过渡网格类型值按所述层内过渡网格坐标存入三维矩阵，得到所述层内过渡信息。5.根据权利要求4所述的一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，所述采用层内过渡算法对所述层内过渡网格坐标所对应的层内过渡网格类型进行判断，得到层内过渡网格类型值，具体包括：对所述层内过渡网格坐标所对应的层内过渡网格类型进行判断时，检测所述层内过渡网格坐标周围的网格类型，判断出层内过渡网格类型，给层内过渡网格类型进行标注，得到层内过渡网格类型值。6.根据权利要求1所述的一种有限元模型边界过渡优化方法，其特征在于，所述采用层间过渡算法对所述六面体网格信息和所述层内过渡信息进行边界检测和层间过渡网格类型判断处理，得到层间过渡信息，具...
【专利技术属性】
技术研发人员：张博，孙东生，郑昊楷，袁从敏，李言彧，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。