[发明专利]基于力法的Global‑Local细节有限元分析方法

权利要求书

1.基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

A建立总体分析模型：根据结构刚度进行结构离散网格化，建立正确反映结构传力关系的总体模型，并根据总体应力分析结果、设计规范要求确定需要进行细节分析的关键部位；

B确定细节分析区域：根据所需细节分析结构的位置、大小、与周边的连接关系以及适当过渡区，在总体模型中确定细节分析Local区的范围及边界节点与单元，如果总体模型中过度简化的网格划分影响Local区的选择，则对总体网格进行调整，以保证Local区所受载荷符合真实的传力关系；

C生成边界单元及边界节点：从总体分析模型中按指定格式生成边界节点与边界单元信息；

D生成边界节点的节点平衡力：确定总体分析中需要进行细节分析的载荷工况，完成所需分析工况的含边界节点的节点平衡力输出的有限元分析；

E获得Local区边界内力：根据步骤C获得的边界节点与边界单元信息及步骤D获得的总体分析结果中的节点平衡力提取Local区边界所受的结构内力，该内力将作为随后独立进行的细节分析的外载边界条件；

F建立细节模型：根据细节结构的结构形式、连接关系以及受载方式情况，建立细节分析模型；

G生成细节分析文件：在步骤F生成的模型中定义包括外载、刚体位移约束及接触、连接关系，并根据求解问题的特性定义求解序列，并生成相应的细节分析文件；

H生成细节分析求解文件：根据Local区边界节点坐标、边界载荷、细节模型、手动输入载荷点信息、载荷点分支连接信息，采用边界载荷点自动连接技术、边界载荷点分支连接技术生成边界加载点与细节模型的连接关系，并按指定有限元求解器所需文件格式生成边界加载点连接、载荷卡并与步骤G所生成的分析文件合并生成最终细节计算分析文件；

I完成细节分析求解计算：调用选定有限元求解器完成细节分析计算，获得细节分析结果。

2.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，A所述的总体模型是指：包含全机或整个部件结构的采用较大尺寸单元的粗网格进行结构网格离散建立的有限元模型。

3.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，B所述的Local区是指：与后续单独进行细节分析的结构对应的总体模型Global区的特定区域，Local区应是考核区域加上过渡区；

B所述的过渡区是指：在Local区选取时应扩大的一定范围，过渡区的范围为总体模型网格尺寸的1.5～2倍。

4.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，C所述的边界节点是指：Local区与Global区边界界面以及Local区承受外载的节点；

C所述的边界单元是指：Local区中与边界节点相连的所有单元。

5.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，E所述的细节分析的边界载荷是指：Local区边界节点上Global区对Local区的作用的结构内力，以及Local区内所受外载。

6.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，F所述的细节模型是指：考虑结构的具体形式、分析问题类型因素，建立的有限元网格模型。

7.如权利要求1所述的基于力法的Global-Local细节有限元分析方法，其特征是，H所述的手动输入载荷点是指：在细节模型边界载荷中需要在H步中手动施加的载荷，手动输入载荷点将不在自动连接时进行连接，也不形成载荷卡，该点载荷已在步骤G中按分析所需形式，手动定义施加到细节模型上；

H所述的载荷点分支连接信息是指：边界载荷点采用分支连接时的加载点的分支点数及分支点坐标信息；

H所述的自动连接技术是指：根据加载点坐标、细节模型节点坐标自动完成边界载荷点与细节模型节点连接的技术；

H所述的分支连接技术是指：根据结构的真实连接情况，人为指定边界载荷点分支到多点与细节模型相连，以增加边界载荷施加的真实性。