[发明专利]用于报告多部件有限元分析模型的实际动能的方法和系统

说明书

本申请公开了一种用于报告多部件有限元分析(FEA)模型的实际动能的方法和系统。表示产品的FEA模型被接收。所述产品包括一个以上的部件，每个部件包括多个有限元。其中定义了节点集中质量，以确保实际质量分布。针对共享的部件，被多个部件共享的节点集中质量的动能被精确计算。根据针对共享节点集中质量的有限元的各种共享情况的一组预定的规则，每个节点集中质量都作为增加的质量贡献被分配并累积到各个部分。通过使用FEA模型执行时间推进模拟获得数值模拟的结构响应。最后，使用获得的结构响应、单元质量、以及来自节点集中质量的对应的增加的质量贡献计算并报告每个有限元的动能。

技术领域

本发明总地涉及计算机辅助工程分析，更具体地说，涉及用于报告多部件有限元分析(FEA)模型的实际动能的方法和系统。

背景技术

计算机辅助工程(CAE)已经被用在许多任务中支持工程师。例如，在结构或者产品设计程序中，CAE分析，特别是有限元分析(FEA)，已经经常被用于获得各种负荷条件(例如，静态或者动态)下模拟的结构响应(例如，应力、位移等)。

在过去几年中随着计算机技术的进步，FEA模型已经变得更加复杂。例如，已经期望现代FEA模型的模拟结果不仅能准确表示整个车辆的质心，还能准确表示车辆的每个部件的质心，例如带有地毯和连接有连接件的车辆地板的质心。类似地，期望形成车辆的所有附加部件，通常是上百个，被准确建模，包括它们的质心。现有技术的方法已经将地毯和连接件的质量作为节点质量建模，并根据节点质量和车辆地板的单独的模拟结果来报告动能。后来，两种动能被合并以获得带有地毯和连接件的地板的总动能。另一种现有技术的方法定义了车辆地板上的地毯层的每单位面积的质量，然后增加部件的质量来得到地毯层。后一种方法通常被避免，因为在定义节点质量时，不能准确控制部件的质心。大的车辆模型可包括超过100,000个以上的节点集中质量。当用于增加部件的质量的所有节点质量属于对部件来说唯一的节点时，这种现有技术的方法才是可以接受的。在这种情况下，集中质量节点动能和部件节点动能的总和将感兴趣的动能值提供给设计者；但是，如果特定的节点k具有由两个或多个部件共享的集中质量，部件的动能计算将会太大，因为节点k的整个集中质量和得到的动能被增加给部件动能。后者对于共享节点k的每个部件来说是真实的。通常，在节点集中质量被附加到由多个部件共享的部件节点时，部件的动能计算对于模型中的每个部件来说是不准确的。当部件的单元失效且被删除时，或者整个部件被删除时，动能计算中的另一种可能的错误源出现。在后面这种情况下，如果该单元具有节点，节点被赋予集中质量，归因于失效单元或者被删除部件的集中质量的这部分的动能应该从该部件的动能中排除。

因此，期望有在接收集中质量的部件的节点的子集被一个或多个附加部件共享时以及在失效的单元和被删除的部件具有做出贡献的集中质量时自动报告部件的正确动能的计算效率高的方法和系统。

发明内容

本申请公开了一种用于报告多部件有限元分析(FEA)模型的实际动能的方法和系统。根据本发明的一方面，在其上安装有FEA应用模块的计算机系统中接收表示产品的FEA模型。所述产品包括一个以上的部件，每个部件包括一个或多个有限元。其中定义了一个或多个节点集中质量，以确保实际质量分布。根据针对共享节点集中质量的有限元的各种共享情况的一组预定的规则，每个节点集中质量都作为增加的质量贡献被分配并累积到各个部分。通过使用FEA模型执行时间推进模拟获得数值模拟的结构响应(例如，节点速度)。最后，使用获得的结构响应、单元质量、以及对应的增加的质量贡献计算并报告每个有限元的动能。由于每个有限元的增加的质量贡献是实际分配的，计算得到的总动能将会对应于实际的物理值。

附图说明

参照以下的描述、后附的权利要求和附图，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的报告多部件有限元分析(FEA)模型的实际动能的示范性过程的流程图；

图2是示范性有限元分析(FEA)模型的示意图；