CN106372340A - 一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,涉及颤振计算技术领域。所述Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法包含以下步骤:步骤一,获取目标文件;步骤二,获取用户输入的参数;步骤三,判断参数是否合理;步骤四,读取目标文件;步骤五,把读取的速度、阻尼及频率序列存储到vg矩阵和vf矩阵;步骤六,判断矩阵中的模态是否为刚体模态;步骤七,求取颤振速度、颤振频率及颤振速压;步骤八,把需要的参数输出到第一文本文件;步骤九,求取所有模态对应的数据;步骤十,把矩阵按照预定格式输出到第二文本文件;步骤十一,判断是否需要绘图;步骤十二,绘图。本发明的优点是:用户能直接获取颤振速度、颤振频率、颤振速压、绘制v‑g图、v‑f图。
Description
技术领域
本发明涉及颤振计算技术领域,具体涉及一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法。
背景技术
Nastran软件是飞机设计过程中最常用的有限元工具之一,在颤振计算工作也使用的最多,但其对计算结果的后处理并不完善,这主要是由于以下几方面的缺点造成的:a、没有直接给出颤振速度和颤振频率。由于其计算结果“*.f06”文件仅给出了各阶模态给定速度下的减缩频率、阻尼、频率等物理量的序列,但没有0阻尼、2%阻尼和其它自定义阻尼对应的速度和频率,需要后期进行插值;b、没有给出常用的v-g、v-f曲线,需要人工导入到其他绘图软件绘制,如Origin软件等;c、利用其它绘图软件绘图时,无法直接读取“*.f06”文件,需要手工复制粘贴;d、没有给出常用的颤振速压,需要手工计算;e、上述各条缺点造成的工作效率降低和准确性降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。
本发明的技术方案是:提供一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,包含以下步骤:
步骤一:获取用户选择目标目录下后缀名为f06的目标文件;
步骤二:获取用户输入的气流密度、刚体模态阶数、绘图的模态阶数、所述目标文件中的速度单位、预定阻尼值;
步骤三:判断用户输入参数是否合理,如果合理,则进行步骤四;否则,返回步骤二;
步骤四:顺序读取所述目标文件,查找各阶模态的速度序列、阻尼序列、频率序列,记录模态阶数;
步骤五:把速度序列、阻尼序列、频率序列存储到vg矩阵和vf矩阵;
步骤六:判断所述步骤五中vg矩阵和vf矩阵中各阶模态中的其中一阶模态是否为刚体模态,如果不是,则进行步骤七;否则,跳至步骤九;
步骤七:根据所述vg矩阵和vf矩阵查找预定阻尼值的穿越点,插值得到各阻尼值对应的颤振速度和颤振频率,并计算颤振速压;
步骤八:把模态阶数、预定阻尼值、所述目标文件中各列名称、所述目标文件中预定阻尼点上下各一行的整行数据、插值得到的颤振速度、颤振频率和颤振速压输出到第一文本文件;
步骤九:重复步骤六至步骤八,依次处理所述各阶模态中其余模态对应的数据,直至颤振数据结束;
步骤十:把所述vg矩阵和vf矩阵按预定格式输出到第二文本文件;
步骤十一:根据步骤二中输入的所述绘图的模态阶数,判断是否需要绘图;需要绘图则进行步骤十二;否则,退出程序;
步骤十二:设定所述vg和vf曲线线形及颜色,并绘图;退出程序。
优选地,所述步骤二中根据所述刚体模态阶数判断是否需要绘图,0阶的不需要绘图;如果是n阶,则绘制前n阶对应的图形,其中n大于等于1;所述绘图是指绘制v-g图和v-f图。
优选地,所述目标文件中的速度单位为mm/s,在绘制绘制v-g图和v-f图时,将所述目标文件中的速度单位转化为m/s。
优选地,所述步骤三种判断用户输入参数是否合理的原则具体为:如果输入vg和vf曲线的阶数为除0、正整数或者“all”以外的字母,就不合理,程序无法走通,需要重新输入。
优选地,在所述第一文本文件中,每一个速度点对应各阶模态中的其中一阶模态的阻尼、频率;在所述第二文本文件中,一个速度点对应所有阶模态的阻尼、频率。
本发明的优点在于:本发明的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,使用户能轻松快速地获取想用的发散阶数、颤振速度、颤振频率、颤振速压、v-g图、v-f图等,提高工作效率和准确性。
附图说明
图1是本发明一实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法的流程图。
图2是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的目标文件示意图。
图3是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的vg矩阵示意图。
图4是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的第一文本文件示意图。
图5是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的第二文本文件示意图。
图6是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的vg曲线图。
图7是图1所示实施例的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法中的vf曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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发明和简化描述,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发明保护范围的限制。
如图1所示,一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,包含以下步骤:
步骤一:获取用户选择目标目录下后缀名为f06的目标文件。
步骤二:获取用户输入的气流密度、刚体模态阶数、绘图的模态阶数、所述目标文件中的速度单位、预定阻尼值。
具体的,步骤二中根据所述刚体模态阶数判断是否需要绘图,0阶的不需要绘图;如果是n阶,则绘制前n阶对应的图形,其中n大于等于1;所述绘图是指绘制v-g图和v-f图。所述目标文件中的速度单位为mm/s,在绘制绘制v-g图和v-f图时,将所述目标文件中的速度单位转化为m/s。
在本实施例中,用户输入的所述刚体模态阶数为6,所述目标文件中的速度单位为mm/s,所述预定阻尼值包含2%阻尼和3%阻尼。
可以理解的是,所述预定阻尼值可以根据需要输入。例如,在另一个备选实施例中,所述预定阻尼值包含1%阻尼、4%阻尼和5%阻尼。
步骤三:判断用户输入参数是否合理,如果合理,则进行步骤四;否则,返回步骤二。
具体的,在本实施例中,步骤三种判断用户输入参数是否合理的原则具体为:如果输入vg和vf曲线的阶数为除0、正整数或者“all”以外的字母,就不合理,程序无法走通,需要重新输入。
步骤四:顺序读取所述目标文件,查找各阶模态的速度序列、阻尼序列、频率序列,记录模态阶数;如附图2所示,其中,POINT=1中的数字1代表模态阶数,表示第1阶,第三列VELOCITY代表第1阶模态的速度序列,第四列DAMPING代表第1阶模态序列的阻尼序列,第五列FREQUENCY代表第1阶模态的频率序列。依次提取第2至10阶的模态阶数和对应的速度序列、阻尼序列、频率序列。
步骤五:把速度序列、阻尼序列、频率序列存储到vg矩阵和vf矩阵;如附图3所示vg矩阵示意图,表示速度v与阻尼g的矩阵,从图中左侧向右,第一列表示速度序列,各阶模态都一致,第二列表示第1阶模态的阻尼序列,第三列表示第2阶模态的阻尼序列,依次类推,第十一列表示第10阶模态的阻尼序列。
步骤六:判断所述步骤五中vg矩阵和vf矩阵中各阶模态中的其中一阶模态是否为刚体模态,如果不是,则进行步骤七;否则,跳至步骤九。
具体的,在本实施例中,先处理第1阶,因为步骤二中输入的刚体模态为前6阶,所以第1阶为刚体模态,跳至步骤九,再重新回到步骤六,处理第2阶,同样为刚体模态,再跳至步骤九,重新回到步骤六,依次处理第3、4、5、6阶均为刚体模态。处理第7阶时,不是刚体模态,进行步骤七。需要说明的是,在本实施例中,10阶是总共的模态有10阶,6阶表示这10阶模态里前6阶为刚体模态,也就是第7/8/9/10阶才为非刚体模态,非刚体模态需要求颤振速度和颤振频率,刚体模态不需要求颤振速度和颤振频率,是否为刚体模态需要根据具体计算模型人为判断。
步骤七:根据所述vg矩阵和vf矩阵查找预定阻尼值的穿越点,如果能够查找到所述预定阻尼值的穿越点,插值得到各阻尼值对应的颤振速度和颤振频率,并计算颤振速压;如果没有穿越点,则进行步骤九。
从附图3中可以看出,根据第7阶模态的阻尼序列没有变号的过程,所以没有发生颤振,也就没有颤振速度和颤振频率,进行步骤九。第8阶模态的阻尼序列也没有变号过程,进行步骤九。第9阶模态的阻尼序列存在变号过程,进行步骤八。第10阶模态的阻尼序列也没有变号过程,进行步骤九。
处理第9阶模态时,颤振速度和颤振频率需要插值,先处理0阻尼,根据速度5.3000000E+01对应阻尼-4.7970995E-02和频率2.9851611E+00(在同一行),速度5.4000000E+01对应阻尼4.4032824E-03和频率2.9717467E+00(在同一行),线性插值出0阻尼对应颤振速度53.92,颤振频率2.97,并根据步骤二输入的空气密度计算颤振速压为1.78。
再处理0.02阻尼,根据速度5.6000000E+01对应阻尼1.3990360E-02和频率2.9464762E+00(在同一行),速度5.8000000E+01对应阻尼2.9949158E-02和频率2.9245856E+00(在同一行),线性插值出0.02阻尼对应颤振速度56.75,颤振频率2.94,并根据步骤二输入的空气密度计算颤振速压为1.97。
再处理0.03阻尼,根据速度5.8000000E+01对应阻尼2.9949158E-02和频率2.9245856E+00(在同一行),速度6.0000000E+01对应阻尼4.7088899E-02和频率2.9067070E+00(在同一行),线性插值出0.03阻尼对应颤振速度58.01,颤振频率2.92,并根据步骤二输入的空气密度计算颤振速压为2.06。
步骤八:把模态阶数、预定阻尼值、所述目标文件中各列名称、所述目标文件中预定阻尼点上下各一行的整行数据、插值得到的颤振速度、颤振频率和颤振速压输出到第一文本文件,文件名“liti-结果.txtw”,如图4所示为第一文本文件,其中,POINT=9,数字9表示模态阶数,阻尼=0,数字0表示预定阻尼值为0,阻尼=0.02,数字0.02表示预定阻尼值为0,阻尼=0.03,数字0.03表示预定阻尼值为0.03,速度、频率、速压即为插值得到的颤振速度、颤振频率和颤振速压;KFREQ、1./KFREQ、VELOCTY、DAMPING、FREQUENCY、COMPLEX、EIGENVALUE表示目标文件中各列名称,下面两行数字为目标文件在预定阻尼点上下各一行的整行数据。
步骤九:重复步骤六至步骤八,依次处理所述各阶模态中其余模态对应的数据,直至颤振数据结束;
步骤十:把所述vg矩阵和vf矩阵按预定格式输出到第二文本文件(如图5所示,中间阶层数据省略),文件名“liti-origin.txt”。
步骤十一:根据步骤二中输入的所述绘图的模态阶数,判断是否需要绘图;需要绘图则进行步骤十二;否则,退出程序;
本例中步骤二输入all需要绘图,所有阶(刚体模态不需要绘图,所以这里的所有阶指的是第7、8、9、10阶)。
步骤十二:设定所述vg和vf曲线线形及颜色,并绘图;退出程序。
如图6所示,为本实施例中的vg曲线图,图7为本实施例中的vf曲线图。
在本实施例中,在所述第一文本文件中,每一个速度点对应各阶模态中的其中一阶模态的阻尼、频率;在所述第二文本文件中,一个速度点对应所有阶模态的阻尼、频率。
在本实施例中,用户可直接获得“*.f06”文件中隐含的颤振速度、颤振频率、颤振速压等信息。用户不仅能获得0阻尼点对应的颤振数据,还可获得2%阻尼点及自定义阻尼点的颤振数据。用户需要用Origin等软件绘制v-g图和v-f图时,可以直接读取本发明的输出文件,不用繁琐的手工处理。用户可以直接用本软件绘制v-g图和v-f图。
最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,其特征在于,包含以下步骤:
步骤一:获取用户选择目标目录下后缀名为f06的目标文件;
步骤二:获取用户输入的气流密度、刚体模态阶数、绘图的模态阶数、所述目标文件中的速度单位、预定阻尼值;
步骤三:判断用户输入参数是否合理,如果合理,则进行步骤四;否则,返回步骤二;
步骤四:顺序读取所述目标文件,查找各阶模态的速度序列、阻尼序列、频率序列,记录模态阶数;
步骤五:把速度序列、阻尼序列、频率序列存储到vg矩阵和vf矩阵;
步骤六:判断所述步骤五中vg矩阵和vf矩阵中各阶模态中的其中一阶模态是否为刚体模态,如果不是,则进行步骤七;否则,跳至步骤九;
步骤七:根据所述vg矩阵和vf矩阵查找预定阻尼值的穿越点,插值得到各阻尼值对应的颤振速度和颤振频率,并计算颤振速压;
步骤八:把模态阶数、预定阻尼值、所述目标文件中各列名称、所述目标文件中预定阻尼点上下各一行的整行数据、插值得到的颤振速度、颤振频率和颤振速压输出到第一文本文件;
步骤九:重复步骤六至步骤八,依次处理所述各阶模态中其余模态对应的数据,直至颤振数据结束;
步骤十:把所述vg矩阵和vf矩阵按预定格式输出到第二文本文件;
步骤十一:根据步骤二中输入的所述绘图的模态阶数,判断是否需要绘图;需要绘图则进行步骤十二;否则,退出程序;
步骤十二:设定所述vg和vf曲线线形及颜色,并绘图;退出程序。
2.如权利要求1所述的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,其特征在于:所述步骤二中根据所述刚体模态阶数判断是否需要绘图,0阶的不需要绘图;如果是n阶,则绘制前n阶对应的图形,其中n大于等于1;所述绘图是指绘制v-g图和v-f图。
3.如权利要求2所述的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,其特征在于:所述目标文件中的速度单位为mm/s,在绘制绘制v-g图和v-f图时,将所述目标文件中的速度单位转化为m/s。
4.如权利要求1所述的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,其特征在于,所述步骤三种判断用户输入参数是否合理的原则具体为:如果输入vg和vf曲线的阶数为除0、正整数或者“all”以外的字母,就不合理,程序无法走通,需要重新输入。
5.如权利要求1所述的Nastran软件颤振计算数据的二次处理方法,其特征在于,在所述第一文本文件中,每一个速度点对应各阶模态中的其中一阶模态的阻尼、频率;在所述第二文本文件中,一个速度点对应所有阶模态的阻尼、频率。
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