一种飞机焊接连接自动建模技术的制作方法

1.本发明涉及针对飞机焊接结构有限元模型自动建立焊接连接的算法和技术技术领域，尤其是一种飞机焊接连接自动建模技术。


背景技术：

2.在飞机焊接结构对大规模模型的焊缝进行分析的过程中，首先选择焊缝位置才进行焊接单元的建立，以往都是手工选择单节点进行焊接单元的，能快速批处理的方式也仅仅是选择需要焊接的边后再选择与之焊接的组件进行建焊缝的方式。
3.在这种方式中，必须有几何模型才能操作，并且焊接体并不是和节点一一对应的。在焊接的力学表述中也难以说明其力学原理。当然也可以采用节点路径的方式把所有要焊接的节点选上，再选择焊接组件，但使用节点路径方式更容易出错，焊体建立的效果也不好，在这种方式中更不能一次将几条焊缝的节点全部选上，而是一次只能建立一条焊缝。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的飞机焊接连接自动建模技术，解决上述背景技术中存在的问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种飞机焊接连接自动建模技术，具体操作步骤如下：
6.首先将飞机模拟常用焊接连接焊的缝单元进行分类，分类的基本原则是：以焊缝体的结构形式先进行第一层次分类；第二个层次是基于力学角度：静强度按照受拉、受剪、受弯、复合受力；疲劳按照平滑结构、缺口结构；裂纹扩展就是张开型、撕裂型、滑开型；
7.根据不同的类型，筛选焊缝节点，主要原则是将焊缝单元降维处理，每个维度批量筛选母体有限元模型的节点、并一对一假定焊体单元的节点对，将所有筛选出来的节点对制成模板化列表；
8.将节点对作为无向图的元素制图；
9.将图中所有元素相互连接，并给连接赋加权，即连接的长度；
10.初始化：vnew＝{x}，其中x为集合v中的任一节点，enew＝{},为空；
11.重复下列操作，直到vnew＝v：
12.在集合e中选取权值最小的边《u,v》，其中u为集合vnew中的元素，而v不在vnew集合当中，并且v∈v；
13.将v加入集合vnew中，将《u,v》边加入集合enew中；
14.输出：使用集合vnew和enew来描述所得到的最小生成树；
15.应用上述过程，批量化形成焊接连接有限元模型，生成的焊缝有限元模型。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的一种飞机焊接连接自动建模技术可以解决节点焊缝难以查找，操作人员工作效率低下，大规模焊缝自动创建困难的问题，为飞机焊接结构有限元建模节省了60％
以上的时间，提高了有限元计算效率，减少传统人为手工建模导致的错误。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
19.图1是本发明的焊缝分类与力学模型简化图。
20.图2是本发明中无向树的示意图。
具体实施方式
21.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.图1所示的一种飞机焊接连接自动建模技术，具体操作步骤如下：
24.首先将飞机模拟常用焊接连接焊的缝单元进行分类，分类的基本原则是：以焊缝体的结构形式先进行第一层次分类；第二个层次是基于力学角度：静强度按照受拉、受剪、受弯、复合受力；疲劳按照平滑结构(名义应力)、缺口结构(应变或局部应力)；裂纹扩展就是张开型、撕裂型、滑开型，焊缝单元分类如附图1所示；
25.根据不同的类型，筛选焊缝节点，主要原则是将焊缝单元降维处理，每个维度批量筛选母体有限元模型的节点、并一对一假定焊体单元的节点对，将所有筛选出来的节点对制成模板化列表(此时列表中的元素没有逻辑上的顺序)；
26.将节点对作为无向图的元素制图，如附图2；
27.将图中所有元素相互连接(连接表示2个节点对之间的距离值)，并给连接赋加权，而后寻找无向树的最短边如图2中左侧标识5的边，以此作为初始边(对应第5步初值条件)，再迭代式动态遍历其他各边，直至满足第6步条件；
28.初始化：vnew＝{x}，其中x为集合v中的任一节点，enew＝{},为空；
29.重复下列操作，直到vnew＝v：
30.在集合e中选取权值最小的边《u,v》，其中u为集合vnew中的元素，而v不在vnew集合当中，并且v∈v；
31.将v加入集合vnew中，将《u,v》边加入集合enew中；
32.输出：使用集合vnew和enew来描述所得到的最小生成树，基于最小生成树原理过程进行焊接连接节点自动寻找；
33.应用上述过程，批量化形成焊接连接有限元模型。
34.本发明的一种飞机焊接连接自动建模技术可以解决节点焊缝难以查找，操作人员工作效率低下，大规模焊缝自动创建困难的问题，为飞机焊接结构有限元建模节省了60％以上的时间，提高了有限元计算效率，减少传统人为手工建模导致的错误。
35.算法原则
36.自动查找焊缝的算法原则如下：
37.框选模型节点后列表节点(node1,node2,node3,node4
……
),通过在模型中查找节点所在单元，如果该单元有自由边且自由边的端点是该节点，则认为该节点是边缘节点。使用飞机焊接结构自身的函数即可完成。
38.得到边缘节点列表后，对该列表做循环排列组合，即在该列表中将每一个节点都与除自身外的节点组成节点对：{(node1,node2)(node1,node3)
…
(node2,node3)(node2,node4)
…
(node3,node4)(node3,node5)}将每个节点对中两个节点之间的距离求出并附加到该节点对尾部形成新的元素，即{(node1,node2,len_1)(node1,node2,len_2)
…
(node2,node3,len_n)(node2,node3,len_(n+1))
…
(node3,node4,len_m)(node3,node5,len_(m+1))}
39.将每个元素中的len项与设置的焊缝单元宽度对比，如果大于设置的单元宽度，则淘汰掉该元素，剩下的节点元素则作为候选元素。
40.此时，模型中所有可能有焊缝的地方的焊点元素都已经被加入到候选列表中了，但此时候选元素在列表中并没有按逻辑顺序排列，因此，将所有元素利用最小生成树算法求得在空间中最为连续的路径结构元素排列，最后生成焊接单元。
41.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。