[发明专利]一种随机点蚀坑在板实体有限元模型中全自动建模方法

说明书

本发明公开了一种随机点蚀坑在板实体有限元模型中全自动建模方法，先用APDL语言对实体模型进行参数化设置。定义四个数组分别存放点蚀位置X、Y坐标信息、随机半径和随机深度。随机生成一个与板等厚的圆柱，以此圆柱圆心为基准，此后每生成的圆柱圆心都与其最近的圆柱圆心进行距离对比，用以排除点蚀区域可能重叠的圆心。布尔挖孔，在圆孔处再次生成高度为板厚减去随机深度，半径与圆孔半径相同的圆柱，即为所需的点蚀坑底，其上部即为点蚀坑。对板沿长、宽进行等距离切割，然后对点蚀区对角切分，最后沿板厚等距切分，利用映射划分整个点蚀板实体几何模型，构建出随机点蚀全自动模型。本发明构建的数值模型具有通用性和真实性。

技术领域

本发明涉及到受点坑腐蚀板实体的自动建模分网技术，具体是在实体板有限元模型中产生随机半径和随机深度的点蚀坑，同时不会出现重叠现象，之后采用循环控制的方法对点蚀区等部位进行合理切分，映射划分网格，在仅需设置几个参数的情况下，做到精确合理的点蚀板全自动建模。

背景技术

点蚀由于蚀孔孔径较小，洞口表面常有腐蚀产物遮盖，所以很难发现，点蚀经常发生在具有自钝化性能的金属或合金上，并且在含氯离子的介质中更易发生如不锈钢、铝和铝合金等在海水中发生的点蚀，碳钢在表而有氧化皮或层有孔隙的情况下，在含氯离子水中也会出现点蚀。因此点蚀尤其在海洋技术和船舶腐蚀与防护显得尤为重要,目前国内对此类研究相对较少。

在点蚀损伤构件研究方面，本发明是利用坐标参数化信息控制点蚀坑的重叠，通过循环控制依次移动工作平面原点到点蚀坐标处实现对模型合理切割，且仅修改所设置的参数即可实现全自动划分有限元网格对随机点蚀进行数值模拟。

发明内容

本发明是一种随机点蚀坑在板实体有限元模型中全自动建模方法，根据不同的板实体模型只需设置不同参数，即可实现自动建模，

本发明是通过以下步骤实现的

A.用APDL参数化设计语言对板实体有限元模型进行参数化设置，定义材料单元属性，并定义两个数组，分别用来存放点蚀圆心X、Y有效坐标信息。每个(X,Y)坐标作为可能出现的点蚀圆心位置。

再定义两个数组，分别存放随机半径和随机深度。

B.开始随机生成第一个点蚀坑圆柱，圆柱的高是与模型的厚度相等。以此圆柱圆心为基准，与下一个生成的圆柱圆心进行距离对比，用来判断新生成的圆心是否与原有的圆心重叠。此后每生成的圆柱圆心都与最近的圆柱圆心进行距离对比，用以排除点蚀区域可能重叠的圆心。循环控制直到生成所有非重叠的圆柱。布尔操作挖孔，同时在圆孔处再次生成圆柱，但高度为板厚减去随机深度，半径与圆孔半径相同，此时生成的圆柱体作为本发明所要求的点蚀坑底部，其上部即为点蚀坑。

C.通过移动，旋转坐标平面，沿板实体长，宽方向分别进行等距离切割，切割次数由循环控制。通过循环控制，移动工作平面原点到点蚀坐标圆心位置对点蚀区依次进行对角切分，然后沿厚度进行等距切分，厚度方向切分最小单位与随机深度有关，粘接所有体，利用映射划分整个点蚀板实体几何模型，构建出随机点蚀全自动模型。

本发明的优点如下

1.本发明只需设置模型的基本参数即可自动建模分网。

2.循环控制依次切分随机点蚀区。

3.程序简单且具有通用性。

附图说明

下面结合附图和具体实施步骤对本发明作进一步详细说明

图1：在实体板上生成随机圆柱示意图

图2：实体板切分生成圆柱孔示意图

图3：实体板上生成随机点蚀示意图

图4：对实体板进行切分示意图

图5：对点蚀区进行切分示意图