船舶板架結(jié)構(gòu)四邊形有限元網(wǎng)格自動生成技術(shù)研究.pdf

1、CAD、CAE在現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中起著非常重要的作用。在CAD設(shè)計的同時，運(yùn)用CAE對產(chǎn)品的幾何模型進(jìn)行數(shù)值計算，對產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估，從而達(dá)到改善設(shè)計結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能、縮短設(shè)計開發(fā)周期的目的。目前船舶設(shè)計所普遍采用的設(shè)計流程是：基于AutoCAD與Patran的并行設(shè)計，完成方案設(shè)計以及詳細(xì)設(shè)計；然后在船舶設(shè)計專業(yè)軟件Tribon中根據(jù)前期的設(shè)計結(jié)果重建3D模型進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計?？梢?，該設(shè)計流程的各個系統(tǒng)間的模型分別獨(dú)立創(chuàng)建，既浪

2、費(fèi)資源，又難以保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)在產(chǎn)品生命周期中的一致性。船舶設(shè)計所提出的新設(shè)計流程，將功能強(qiáng)大的Tribon設(shè)計系統(tǒng)移至產(chǎn)品的初步設(shè)計階段，實(shí)現(xiàn)Tribon模型(CAD)與Patran(CAE)之間的數(shù)據(jù)共享，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。但是，在新設(shè)計流程中，有兩個問題亟需解決。第一，由于Tribon數(shù)據(jù)開放性不夠，與其他開發(fā)平臺（如Patran）缺少接口，無法將模型直接導(dǎo)入Patran中。第二，由于在船舶板架結(jié)構(gòu)有限元分析中，要求附著在板架上的加

3、強(qiáng)筋和孔洞等結(jié)構(gòu)必須作為約束被離散，最終成為網(wǎng)格單元的一條邊，相應(yīng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)落在約束線上，而Patran系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)算法都無法滿足這種約束四邊形網(wǎng)格單元的生成，需要后續(xù)的人工調(diào)整。 本文首先對Tribon中模型進(jìn)行了數(shù)據(jù)抽取研究，為實(shí)現(xiàn)Tribon與Patran間的模型數(shù)據(jù)共享以及下一步板架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分提供了前提；然后針對船舶板架結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格生成特點(diǎn)及要求，提出一種適用于約束四邊形有限元網(wǎng)格生成算法，有效解決了帶有加強(qiáng)筋等約束