一种飞机结构强度单元合并方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机结构稳定性强度校核分析技术领域，特别是涉及一种飞机结构强度单元合并方法与装置。
【背景技术】
[0002]在飞机设计中，飞机结构强度分析工作是其中必不可少且工作量很大的一项内容，整个强度分析工作通常遵循下列流程:有限元网格划分->Nastran(有限元)分析-> 强度模型建立_>强度分析_>计算报告。
[0003]而在上述流程中，有限元网格是强度模型计算的基础，为强度计算提供必要的部分信息，包括整个模型的网格，对应的载荷，部分材料属性和单元特性等内容，通过有限元网格基础上建立强度模型，能够最大程度的继承已有数据。但是由于有限元网格是离散化后的单元，和强度分析的结构单元有较大区别，所以目前迫切需要解决的问题为建立强度单元和有限元网格之间的关系，通过建立的关系来最大程度的借鉴已有有限元网格的参数，减少重复工作，提高强度校核工作的效率和准确性。
[0004]在飞机结构强度分析中，稳定性分析占据了整个分析工作的90%以上，其中，蒙皮稳定性的分析又占到整个稳定性分析工作的30%以上。蒙皮的稳定性分析主要通过对蒙皮的尺寸、化铣区域尺寸、厚度、材料参数和边界条件进行分析得出分析结果。蒙皮的尺寸需要将离散的有限元单元合并为强度单元来实现。飞机结构强度校核软件中，通过应力模型和强度模型之间的关系，将原始的有限元单元通过映射关系建立强度单元和应力单元的关系，在这种情况下，强度单元通常是由多个应力单元组成，应力单元负责提供原始的载荷，强度单元通过合并后获得其分析对应的尺寸以及厚度等信息。
[0005]目前在确定飞机结构强度单元的尺寸时，由人工通过原始的三维CAD模型去查找各结构强度单元的尺寸。由于在实际操作过程中，需要对大量结构强度单元的尺寸进行确定，因此，采用该种方法需要消耗大量的人力资源并且耗时。不仅如此，由于数值均通过人工记录并计算，因此，在数值的读取、计算过程中难免会出现错误，影响确定的结构强度单元尺寸准确性，最终导致飞机结构强度分析结果不准确。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有的强度单元尺寸确定方案需要耗费大量人力资源、耗时长、且准确性差的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的飞机强度单元合并方法与装置。
[0007]依据本发明的一个方面，提供了一种飞机结构强度单元合并方法，所述结构强度单元包括杆单元以及板单元，所述方法包括:查找选中的有限元模型中包含的全部杆单元；获取各杆单元两端的节点对应的节点编号;按照设定规则通过各杆单元两端的节点编号对节点进行合并生成所述结构强度单元的杆单元;将由所述杆单元围成的区域生成所述结构强度单元对应的板结构;确定所述板结构对应的四个节点的节点坐标;依据所述四个节点的节点坐标对所述四个节点进行排序；将各节点顺次连接生成所述结构强度单元的板单
J L ο
[0008]优选地，所述获取各杆单元两点的节点编号的步骤包括:获取各杆单元对应的标识;分别依据各杆单元对应的标识获取各杆单元两端的节点对应的节点编号。
[0009]优选地，所述按照设定规则通过各杆单元两端的节点编号对节点进行合并的步骤包括:针对每个节点编号，确定是否仅存在一个与所述节点编号相同的节点编号;若是，则将所述节点编号对应的两个节点进行合并。
[0010]优选地，所述依据所述四个节点的节点坐标对所述四个节点进行排序的步骤包括:以所述四个节点坐标中的任意一个节点坐标为原点构建直角坐标系；确定除原点外的其他节点坐标，与所述直角坐标系的横轴之间的夹角；按照夹角的大小对节点坐标对应节点进行排序;将所述原点对应的节点的顺序排在其他节点之前。
[0011]优选地，所述以所述四个节点坐标中的任意一个节点坐标为原点构建直角坐标系的步骤包括:从所述四个节点坐标中任意选择一个节点坐标作为直角坐标系的原点；从除所述原点外的节点坐标中任意选择一个节点坐标;将选择出的两个节点坐标组成的射线作为直角坐标系的横轴；以所述原点为起点构建与所述横轴垂直的纵轴，生成直角坐标系。
[0012]依据本发明的另一个方面，提供了一种飞机结构强度单元合并装置，所述结构强度单元包括杆单元以及板单元，所述装置，包括:查找模块，用于查找选中的有限元模型中包含的全部杆单元;第一获取模块，用于获取各杆单元两端的节点对应的节点编号;杆单元生成模块，用于按照设定规则通过各杆单元两端的节点编号对节点进行合并，生成所述结构强度单元的杆单元;板结构生成模块，用于将由所述杆单元围成的区域生成所述结构强度单元对应的板结构;第一确定模块，用于确定所述板结构对应的四个节点的节点坐标;排序模块，用于依据所述四个节点的节点坐标对所述四个节点进行排序;板单元生成模块，用于将各节点顺次连接生成所述结构强度单元的板单元。
[0013]优选地，所述第一获取模块包括:标识获取模块，用于获取各杆单元对应的标识；编号获取模块，用于分别依据各杆单元对应的标识获取各杆单元两端的节点对应的节点编号，其中，每个标识对应两个节点编号。
[0014]优选地，所述杆单元生成模块按照设定规则通过各杆单元两端的节点编号对节点进行合并时:针对每个节点编号，确定是否仅存在一个与所述节点编号相同的节点编号;若是，则将所述节点编号对应的两个节点进行合并。
[0015]优选地，所述排序模块包括:坐标系建立子模块，用于以所述四个节点坐标中的任意一个节点坐标为原点构建直角坐标系;夹角确定子模块，用于确定除原点外的其他节点坐标，与所述直角坐标系的横轴之间的夹角;排序子模块，用于按照夹角的大小对节点坐标对应节点进行排序;将所述原点对应的节点排在其他节点之前。
[0016]优选地，所述坐标系建立子模块以所述四个节点坐标中的任意一个节点坐标为原点构建直角坐标系时:从所述四个节点坐标中任意选择一个节点坐标作为直角坐标系的原点；从除所述原点外的节点坐标中任意选择一个节点坐标;将选择出的两个节点坐标组成的射线作为直角坐标系的横轴；以所述原点为起点构建与所述横轴垂直的纵轴，生成直角坐标系。
[0017]本发明实施例提供的飞机结构强度单元合并方案由设备通过程序直接将离散的有限元网格进行合并，并确定合并后的板结构的四个节点坐标的排列位置，通过四个节点的节点坐标即可确定结构强度单元的尺寸。相较于现有的需要人工查询CAD模型来获取结构强度单元尺寸的方案能够节省人力资源，还可以提升处理效率。此外，本发明实施提供的飞机结构强度单元合并的方案，由于是由设备通过程序直接对有限元模型中的有限元网格进行合并，因此，在合并过程中不易发生错误，且确定的节点顺序合理不会造成结构强度单元负面积的问题，故，合并后得到的结构强度单元的尺寸准确性高。
[0018]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0020]图1是根据本发明实施例一的一种飞机结构强度单元合并方法的步骤流程图；
[0021 ]图2是根据本发明实施例二的一种飞机结构强度单元合并方法的步骤流程图；
[0022]图3是飞机板杆结构有限单元局部示意图；
[0023]图4是飞机结构强度单元局部示意图；
[0024I图5是杆单元网格组成示意图；
[0025]图6是合并前四边形单元的结构示意图；
[0026]图7是对结构强度单元进行合并的原理示意图；
[0027]图8是根据本发明实施例三的一种飞机结构强度单元合并装置的结构框图；
[0028]图9是根据本发明实施例四的一种飞机结构强度单元合并装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0029]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完