CN113536448A - 一种有限元分析模型建立的处理方法、装置及上位机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有限元分析模型建立的处理方法、装置及上位机，其中方法包括：导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单；根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据物料清单对每一有限元零件模型进行名称修改，得到每一有限元零件模型的目标名称，其中，目标名称包括：零件号和零件属性；根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予；根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型。本发明的技术方案，通过实现自动进行有限元零件模型的名称修改以及零件属性赋予，减少了人工的参与，节约了建模时间，提高了工作效率以及准确度。
Description
技术领域
本发明涉及有限元分析技术领域，特别涉及一种有限元分析模型建立的处理方法、装置及上位机。
背景技术
计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，简称CAE)指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。目前CAE技术已经在汽车研发、产品性能开发过程中得到了广泛而深入的应用，并已成为世界各大汽车主机厂及零部件供应商在激烈竞争的市场环境中保持产品领先地位的重要手段。近年来随着国内纯电动汽车技术的快速发展，越来越多的新能源纯电动汽车被人们所使用。纯电动汽车由于电池模块***的存在，纯电动汽车较传统汽车相比其本身重量更大，因此汽车整车所承受的工况更恶劣。因此对汽车各项性能的要求也更高。在汽车使用过程中，汽车往往由于个别性能不达标而导致关键部件产生失效而引起汽车抛锚，甚至车毁人亡的事故也时有发生。此种安全隐患对电动汽车的使用者造成很大伤害，也不利于电动汽车的推广。
成熟有效的各项性能测试可以规避后续设计、研发过程中的产品缺陷，提高设计质量，大幅节省设计中的修改成本和时间，是提高纯电动汽车性能的主要保障，因此CAE技术在汽车性能开发中越来也受到重视。
CAE分析流程包括，建立有限元分析模型、工况及边界条件加载、分析计算、后处理四部分，而有限元分析模型建立是CAE分析的基础，其工作量占CAE分析工作量的百分之80以上。模型建立的准确与否直接影响着分析结果的精度。
目前CAE分析采用传统的有限元建模方法，主要是在导入三维模型后，手工进行零件名称修改、手工进行零件属性赋予，且需要参照物料清单(Bill of Material，简称BOM)表人工自查或工程师之间互相检查，因此存在以下缺点：
1、对于整车建模来说，零件达到上千个，手动逐个修改零件名称需要10几个小时的时间和精力。
2、参照BOM表手动对每个零件赋予材料和厚度属性需要大量的时间，而且特别容易出错。一旦属性出现错误对仿真结果产生重大影响。
3、传统模型名称及属性检查都是参照BOM表人工自查或工程师之间互相检查，需要大量的人力物力，容易出错。
发明内容
本发明实施例要达到的技术目的是提供一种有限元分析模型建立的处理方法、装置及上位机，用以解决当前建立有限元分析模型时存在大量人工劳动，使得效率低且出错率高的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种有限元分析模型建立的处理方法，包括：
导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，物料清单包括：零件号和零件属性；
根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据物料清单对每一有限元零件模型进行名称修改，得到每一有限元零件模型的目标名称，其中，目标名称包括：零件号和零件属性；
根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予；
根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型。
具体地，如上所述的处理方法，根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤包括：
根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，建立相同名称的目标零件属性，并将目标零件属性赋予有限元零件模型。
优选地，如上所述的处理方法，在根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤之前还包括：
对每一有限元零件模型进行网格划分。
具体地，如上所述的处理方法，根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤包括：
汇总每一有限元零件模型的零件属性得到一零件属性清单；
将零件属性清单以及物料清单发送至比对装置进行比对，并接收比对装置根据零件属性清单以及物料清单逐一比对后发送的比对结果；
若比对结果为完全一致时，则确定所有有限元零件模型的组合为有限元分析模型。
优选地，如上所述的处理方法，在接收比对装置发送的比对结果的步骤之后，还包括：
若比对结果为不完全一致时，则重新根据物料清单对比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型进行名称修改，得到目标有限元零件模型更新后的目标名称；
根据目标名称中的零件属性，再次对目标有限元零件模型进行零件属性赋予，并再次执行根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤。
具体地，如上所述的处理方法，零件属性包括：材料属性和厚度属性。
本发明的另一优选实施例还提供了一种有限元分析模型建立的处理装置，包括：
第一处理模块，用于导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，物料清单包括：零件号和零件属性；
第二处理模块，用于根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据物料清单对每一有限元零件模型进行名称修改，得到每一有限元零件模型的目标名称，其中，目标名称包括：零件号和零件属性；
第三处理模块，用于根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予；
第四处理模块，用于根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型。
具体地，如上所述的处理装置，第三处理模块具体用于，根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，建立相同名称的目标零件属性，并将目标零件属性赋予有限元零件模型。
优选地，如上所述的处理装置，还包括：
分割模块，用于对每一有限元零件模型进行网格划分。
具体地，如上所述的处理装置，第四处理模块包括：
第一处理单元，用于汇总每一有限元零件模型的零件属性得到一零件属性清单；
第二处理单元，用于将零件属性清单以及物料清单发送至比对装置进行比对，并接收比对装置根据零件属性清单以及物料清单逐一比对后发送的比对结果；
第三处理单元，用于若比对结果为完全一致时，则确定所有有限元零件模型的组合为有限元分析模型。
优选地，如上所述的处理装置，第四处理模块还包括：
第四处理单元，用于若比对结果为不完全一致时，则重新根据物料清单对比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型进行名称修改，得到目标有限元零件模型更新后的目标名称；
第五处理单元，用于根据目标名称中的零件属性，再次对目标有限元零件模型进行零件属性赋予，并再次执行根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤。
具体地，如上所述的处理装置，零件属性包括：材料属性和厚度属性。
本发明的又一优选实施例还提供了一种有限元分析模型建立***，包括：如上所述的有限元分析模型建立的处理装置。
本发明的再一优选实施例还提供了一种上位机，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
本发明的另一优选实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种有限元分析模型建立的处理方法、装置及上位机，至少具有以下有益效果：
本发明的技术方案，通过实现自动进行有限元零件模型的名称修改以及零件属性赋予等，减少了人工的参与，避免了人工参与时，出现因工作繁重导致的效率以及准确度降低的问题，节约了建模时间，提高了建模的工作效率以及准确度。
附图说明
图1为本发明的有限元分析模型建立的处理方法的流程示意图之一；
图2为本发明的有限元分析模型建立的处理方法的流程示意图之二；
图3为本发明的有限元分析模型建立的处理方法的流程示意图之三；
图4为本发明的有限元分析模型建立的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本发明所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1，本发明的一优选实施例提供了一种有限元分析模型建立的处理方法，包括：
步骤S101，导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，物料清单包括：零件号和零件属性；
步骤S102，根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据物料清单对每一有限元零件模型进行名称修改，得到每一有限元零件模型的目标名称，其中，目标名称包括：零件号和零件属性；
步骤S103，根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予；
步骤S104，根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型。
在本发明的一优选实施例中，将待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单导入CAE中的前处理软件中例如：Hypermesh。其中，在导入三维模型文件时，需要先将包括CAD模型或CATIA模型在内的三维模型，导出为igs或stp格式文件，避免因三维模型的文件格式不能通用，导致数据导入错误或丢失，影响最终得到的有限元模型的正确性。物料清单即BOM表在导入前处理文件之前需要进行简化处理，只保留零件号和零件属性或其他建立有限元分析模型所必须的信息，以避免其他无关信息增加数据处理的难度和出错率。
当将三维模型文件导入到前处理软件后，前处理软件的控制装置会根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据每一有限元零件模型对应的的CAD模型名称或CATIA模型名称进行命名，例如：纵梁的名称为其零件号00108024。并自动根据BOM表中的信息对每一有限元零件模型的名称进行修改，得到包括零件号和零件属性在内的目标名称，例如：纵梁的目标名称为其零件号00108024，厚度1.2mm，材料DC01，具体表示为E00108024-T1.2-DC01。在本步骤中，通过自动批量修改有限元零件模型的名称，避免了人工一一对有限元零件模型进行名称修改所带来的时间和精力的浪费，有利于保证名称修改的准确性并提高工作效率。
在自动对有限元零件模型的名称进行批量修改之后，还会根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，对每一有限元零件模型进行零件属性的赋予，使每一有限元零件模型具有与实际零件对应的零件属性，当每一有限元零件模型均被赋予零件属性后，即可得到实体结构的有限元分析模型。且在零件属性赋予的过程中，也是有控制装置自动进行的，避免了人工进行零件赋予时，出现因工作繁重导致的效率以及准确度降低的问题。
综上所述，本发明的上述技术方案，通过实现自动进行有限元零件模型的名称修改以及零件属性赋予，减少了人工的参与，避免了人工参与时，出现因工作繁重导致的效率以及准确度降低的问题，提高了工作效率以及准确度。
可选地，上述实体结构尤指就有较多零件组成的结构，例如车辆等。
具体地，如上所述的处理方法，根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤S103，包括：
根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，建立相同名称的目标零件属性，并将目标零件属性赋予有限元零件模型。
在本发明的一具体实施例中，在对每一有限元零件模型进行零件属性赋予时，会根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，构建相同名称的目标零件属性，进而将构建好的目标零件属性赋予有限元零件模型，使该有限元零件模型具有和实体零件同样的零件属性，便于后续对有限元分析模型进行分析，并保证其分析的准确性。
可选的，当需要赋予的零件属性为多个时，可根据技术人员预设的优先级关系依次进行零件属性赋予，例如，当零件属性为材料属性和厚度属性时，先根据目标名称中的材料属性建立相同名称的材料属性，并将建立的材料属性赋予有限元零件模型，再根据目标名称中的厚度属性建立相同名称的厚度属性，并将建立的厚度属性赋予有限元零件模型。
优选地，如上所述的处理方法，在根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤S103之前还包括：
对每一有限元零件模型进行网格划分。
在本发明的一优选实施例中，在对有限元零件模型进行零件属性赋予之前，会对有限元零件模型进行网格划分，将整个有限元零件模型划分为多个微小单元，便于后续进行零件属性赋予和分析。
参见图2，具体地，如上所述的处理方法，根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤S104，包括：
步骤S201，汇总每一有限元零件模型的零件属性得到一零件属性清单；
步骤S202，将零件属性清单以及物料清单发送至比对装置进行比对，并接收比对装置根据零件属性清单以及物料清单逐一比对后发送的比对结果；
步骤S203，若比对结果为完全一致时，则确定所有有限元零件模型的组合为有限元分析模型。
在本发明的一具体事例汇总，当每一有限元零件模型均被赋予零件属性后，汇总每一有限元零件模型的零件属性得到一零件属性清单，该零件属性清单至少包括：有限元零件模型的零件号以及所具有的零件属性；将得到的零件属性清单和物料清单即BOM表发送至能自动进行比对的比对装置，并接收比对装置在根据零件属性清单和物料清单对每一零件号所对应的零件属性进行自动对比后的比对结果，避免了现有技术轴通过人工参照BOM表对模型名称以及零件属性进行检查时，需要大量的人力物力，且效率低、出错率高的缺陷。
当比对结果为完全一致时，可确定所有有限元零件模型的组合即为实体结构所对应的有限元分析模型，此时可确定已完成有限元分析的前处理中建立有限元分析模型的步骤。
参见图3，优选地，如上所述的处理方法，在接收比对装置发送的比对结果的步骤之后，还包括：
步骤S301，若比对结果为不完全一致时，则重新根据物料清单对比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型进行名称修改，得到目标有限元零件模型更新后的目标名称；
步骤S302，根据目标名称中的零件属性，再次对目标有限元零件模型进行零件属性赋予，并再次执行根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤。
在本发明的一优选实施例中，当接收到的比对结果为不完全一致时，确定当前的所所有有限元零件模型的组合并不能作为实体结构的有限元分析模型，此时，将比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型再次根据物料清单即BOM表进行名称修改，得到更新后的目标名称，并再次进行零件属性赋予以及进行比对等步骤，直至比对结果为完全一致时才确定所有有限元零件模型的组合即为实体结构所对应的有限元分析模型。有利于保证得到的有限元分析模型的准确性，且避免了人工参与导致的耗时长、工作效率低且出错率稿的情况发生。
具体地，如上所述的处理方法，零件属性包括：材料属性和厚度属性。
在本发明的一具体实施例中具体公开了零件属性包括材料属性和厚度属性，本领域的技术人员结合实际情况将其他对分析实体结构具有影响的其他零件属性也属于本发明的保护范围。
参见图4，本发明的另一优选实施例还提供了一种有限元分析模型建立的处理装置，包括：
第一处理模块401，用于导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，物料清单包括：零件号和零件属性；
第二处理模块402，用于根据三维模型文件构建待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据物料清单对每一有限元零件模型进行名称修改，得到每一有限元零件模型的目标名称，其中，目标名称包括：零件号和零件属性；
第三处理模块403，用于根据目标名称中的零件属性对每一有限元零件模型进行零件属性赋予；
第四处理模块404，用于根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型。
具体地，如上所述的处理装置，第三处理模块具体用于，根据每一有限元零件模型的目标名称中的零件属性，建立相同名称的目标零件属性，并将目标零件属性赋予有限元零件模型。
优选地，如上所述的处理装置，还包括：
分割模块，用于对每一有限元零件模型进行网格划分。
具体地，如上所述的处理装置，第四处理模块包括：
第一处理单元，用于汇总每一有限元零件模型的零件属性得到一零件属性清单；
第二处理单元，用于将零件属性清单以及物料清单发送至比对装置进行比对，并接收比对装置根据零件属性清单以及物料清单逐一比对后发送的比对结果；
第三处理单元，用于若比对结果为完全一致时，则确定所有有限元零件模型的组合为有限元分析模型。
优选地，如上所述的处理装置，第四处理模块还包括：
第四处理单元，用于若比对结果为不完全一致时，则重新根据物料清单对比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型进行名称修改，得到目标有限元零件模型更新后的目标名称；
第五处理单元，用于根据目标名称中的零件属性，再次对目标有限元零件模型进行零件属性赋予，并再次执行根据每一零件属性赋予后的有限元零件模型，得到实体结构的有限元分析模型的步骤。
具体地，如上所述的处理装置，零件属性包括：材料属性和厚度属性。
本发明的处理装置的实施例是与上述处理方法的实施例对应的处理装置，上述方法实施例中的所有实现手段均适用于该***的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的又一优选实施例还提供了一种有限元分析模型建立***，包括：如上所述的有限元分析模型建立的处理装置。
在本发明的又一优选实施例，有限元分析模型建立***包括如上所述的有限元分析模型建立的处理装置，使得在建立有限元分析模型时，能够自动对有限元零件模型进行命名和零件属性赋予，且通过比对装置进行自动比对，减少了人工的参与，节约了建模时间，提高了建模的效率和准确度。
本发明的再一优选实施例还提供了一种上位机，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
本发明的另一优选实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种有限元分析模型建立的处理方法，其特征在于，包括：
导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，所述物料清单包括：零件号和零件属性；
根据所述三维模型文件构建所述待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据所述物料清单对每一所述有限元零件模型进行名称修改，得到每一所述有限元零件模型的目标名称，其中，所述目标名称包括：所述零件号和所述零件属性；
根据所述目标名称中的所述零件属性对每一所述有限元零件模型进行零件属性赋予；
根据每一零件属性赋予后的所述有限元零件模型，得到所述实体结构的有限元分析模型。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述目标名称中的所述零件属性对每一所述有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤包括：
根据每一所述有限元零件模型的所述目标名称中的所述零件属性，建立相同名称的目标零件属性，并将所述目标零件属性赋予所述有限元零件模型。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述根据所述目标名称中的所述零件属性对每一所述有限元零件模型进行零件属性赋予的步骤之前还包括：
对每一所述有限元零件模型进行网格划分。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据每一零件属性赋予后的所述有限元零件模型，得到所述实体结构的有限元分析模型的步骤包括：
汇总每一所述有限元零件模型的所述零件属性，得到一零件属性清单；
将所述零件属性清单以及所述物料清单发送至比对装置进行比对，并接收所述比对装置根据所述零件属性清单以及所述物料清单逐一比对后发送的比对结果；
若所述比对结果为完全一致时，则确定所有所述有限元零件模型的组合为所述有限元分析模型。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，在所述接收所述比对装置发送的比对结果的步骤之后，还包括：
若所述比对结果为不完全一致时，则重新根据所述物料清单对所述比对结果中比对不一致的目标有限元零件模型进行名称修改，得到所述目标有限元零件模型更新后的所述目标名称；
根据所述目标名称中的所述零件属性，再次对所述目标有限元零件模型进行零件属性赋予，并再次执行所述根据每一零件属性赋予后的所述有限元零件模型，得到所述实体结构的有限元分析模型的步骤。
6.根据权利要求1至5任一项所述的处理方法，其特征在于，所述零件属性包括：材料属性和厚度属性。
7.一种有限元分析模型建立的处理装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于导入待分析实体结构的三维模型文件以及物料清单，其中，所述物料清单包括：零件号和零件属性；
第二处理模块，用于根据所述三维模型文件构建所述待分析实体结构中的每一有限元零件模型，并根据所述物料清单对每一所述有限元零件模型进行名称修改，得到每一所述有限元零件模型的目标名称，其中，所述目标名称包括：所述零件号和所述零件属性；
第三处理模块，用于根据所述目标名称中的所述零件属性对每一所述有限元零件模型进行零件属性赋予；
第四处理模块，用于根据每一零件属性赋予后的所述有限元零件模型，得到所述实体结构的有限元分析模型。
8.一种有限元分析模型建立***，其特征在于，包括：如权利要求7所述的有限元分析模型建立的处理装置。
9.一种上位机，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的有限元分析模型建立的处理方法的步骤。
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-
2020
- 2020-04-22 CN CN202010321500.0A patent/CN113536448A/zh active Pending
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