一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法与流程

专利2025-09-13  10


本发明涉及船舶工业软件,具体为一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法。


背景技术:

1、船舶结构仿真分析是船舶设计过程中的重要一环,船体结构优化设计、船体结构强度、疲劳校核等业务均需要进行结构仿真,而其中最常用的手段就是有限元分析(f i nite e l ement ana l ys i s,fea)。

2、但是,船舶设计模型中包含大量的建模细节,在数百米跨度的模型中有着丰富的、数十毫米尺度的几何特征,并且并非所有的特征都对其目标力学特性有显著的影响,因此并不适合直接进行针对某一特定任务的仿真分析,而需要对模型进行针对性的处理,这一处理过程被称为理想化。

3、骨材作为船舶结构中大量使用的构件,对其进行理想化是一项十分繁重的工作。在传统的处理过程中,设计人员需要自行判断每种骨材是否需要保留在模型中,删除不需要的骨材;再在fea软件中将较小的骨材转化为梁单元,并创建其属性;最后通过网格质量检查,手动调整骨材端部位置,减少细小单元出现,整个过程十分繁琐耗时。本发明提供的自动骨材理想化方法通过简单的阈值设置即可自动、快速的进行模型的处理,帮助设计人员生成高质量的fea模型,可提高作业效率以及分析质量。


技术实现思路

1、(一)发明目的

2、本发明是为了解决现有技术的缺点和困难,从而提出了一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法。

3、(二)技术方案

4、为解决上述问题,本发明提供了一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,应用于fea软件模型搭建,在所述软件中理想化设置处于默认状态下,包括理想化设置:

5、(1)对骨材进行保留的长度阈值;

6、(2)是否开启骨材高度阈值判断;

7、(3)对骨材进行保留的高度阈值;

8、(4)对骨材根部进行自动对齐的距离阈值;

9、(5)例外保留的骨材规格;

10、还包括自定义设置:

11、(6)定义对骨材进行保留的长度阈值;

12、(7)定义是否开启骨材高度阈值判断;

13、(8)定义对骨材进行保留的高度阈值;

14、(9)定义对骨材根部进行自动对齐的距离阈值;

15、(10)定义例外保留的骨材规格;

16、以及自动理想化的执行,所述执行步骤包括:

17、步骤s100,依据对骨材进行保留的长度阈值、骨材高度阈值判断是否开启、对骨材进行保留的高度阈值及例外保留的骨材规格,判断骨材是否保留,删除不保留的骨材;

18、步骤s200,对保留的骨材,端点定位于其他骨材面板上的,将端点对齐至相应骨材根部;

19、步骤s300,对保留的骨材,若骨材端部距离相邻结构/相邻边界低于骨材根部进行自动对齐的距离阈值,则将端部对齐至相应结构/相应边界;

20、步骤s400,对经所述步骤s100-300处理后的骨材,若端点距离边界上邻近节点低于骨材根部进行自动对齐的距离阈值,则将端部对齐至相应节点。

21、优选的,所述对骨材进行保留的长度阈值中,对长度阈值的设置可设置绝对尺寸或长度阈值与目标网格尺寸的比值。

22、优选的,所述对骨材进行保留的高度阈值中,对高度阈值的设置可设置绝对尺寸或高度阈值与目标网格尺寸的比值。

23、优选的,所述对骨材根部进行自动对齐的距离阈值中,对距离阈值的设置可设置绝对尺寸或距离阈值与目标网格尺寸的比值。

24、优选的,在所述默认状态中,默认不开启骨材高度阈值判断。

25、优选的,在步骤s100中,所述骨材的长度定义为骨材迹线的长度,骨材高度定义为骨材腹板的高度,当骨材高度阈值判断关闭时,删除骨材长度小于保留阈值且规格不匹配例外保留的骨材规格的骨材;当骨材高度阈值判断开启时,删除骨材长度小于保留阈值且骨材高度小于保留阈值且规格不匹配例外保留的骨材规格的骨材。

26、优选的,在步骤s200中,所述骨材根部定义为骨材腹板与其所依附带板的交点。

27、优选的,所述自动进行骨材理想化判断执行步骤:

28、步骤s01,判断筋长度是否大于保留筋长度,若是则进入步骤s05,若否则进入步骤s02;

29、步骤s02,判断腹板选项是否开启,若是则进入步骤s03,若否则进入步骤s04;

30、步骤s03,判断腹板高度是否大于保留高度,若是则进入步骤s05,若否则进入步骤s04;

31、步骤s04,判断筋规格是否在保留列表中,若是则进入步骤s05,若否则丢弃骨材;

32、步骤s05,保留骨材;

33、步骤s06,判断骨材是否停靠于其他骨材面板,若是则端部对齐至相应骨材根部,若否则进入步骤s07;

34、步骤s07,判断端部到相邻结构距离是否小于阈值,若是则端部对齐至相应骨材根部,若否则进入步骤s08;

35、步骤s08,判断端部到相邻节点距离是否小于阈值,若是则端部对齐至相应节点,若否则结束执行。

36、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

37、与现有技术相比,本发明提供的自动骨材理想化方法通过简单的阈值设置即可自动、快速的进行模型的处理,帮助设计人员生成高质量的fea模型,可提高作业效率以及分析质量。



技术特征:

1.一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,应用于fea软件模型搭建,其特征在于,在所述软件中理想化设置处于默认状态下,包括理想化设置:

2.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,所述对骨材进行保留的长度阈值中,对长度阈值的设置可设置绝对尺寸或长度阈值与目标网格尺寸的比值。

3.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,所述对骨材进行保留的高度阈值中,对高度阈值的设置可设置绝对尺寸或高度阈值与目标网格尺寸的比值。

4.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,所述对骨材根部进行自动对齐的距离阈值中,对距离阈值的设置可设置绝对尺寸或距离阈值与目标网格尺寸的比值。

5.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,在所述默认状态中,默认不开启骨材高度阈值判断。

6.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,在步骤s100中,所述骨材的长度定义为骨材迹线的长度,骨材高度定义为骨材腹板的高度,当骨材高度阈值判断关闭时,删除骨材长度小于保留阈值且规格不匹配例外保留的骨材规格的骨材;当骨材高度阈值判断开启时,删除骨材长度小于保留阈值且骨材高度小于保留阈值且规格不匹配例外保留的骨材规格的骨材。

7.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,在步骤s200中,所述骨材根部定义为骨材腹板与其所依附带板的交点。

8.根据权利要求1所述的一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,其特征在于,还包括自动进行骨材理想化判断执行步骤:


技术总结
本发明涉及船舶工业软件技术领域,具体为一种基于船体结构连续性及骨材规格自动进行骨材理想化的方法,在软件中理想化设置处于默认状态下,进行理想化设置、自定义设置以及执行自动理想化步骤,包括依据对骨材进行保留的长度阈值、骨材高度阈值判断是否开启、对骨材进行保留的高度阈值及例外保留的骨材规格,判断骨材是否保留,删除不保留的骨材;对保留的骨材,端点定位于其他骨材面板上的,将端点对齐至相应骨材根部;对保留的骨材,若骨材端部距离相邻结构/边界低于骨材根部进行自动对齐的距离阈值,则将端部对齐至相应结构/边界;对处理后的骨材,若端点距离边界上邻近节点低于骨材根部进行自动对齐的距离阈值,则将端部对齐至相应节点。

技术研发人员:熊宇飞,郑玉民,王磊,许金祥,姜焰华,张志岭
受保护的技术使用者:中国船舶集团海舟系统技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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