[发明专利]一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法

说明书

本发明涉及一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法。所述方法包括以下步骤：1)结合推导变量与正则文法来描述实体选择的过程；2)将正则文法中的终结符定义为实体选择的FEA脚本片段；3)将实体选择的FEA脚本片段中的关键参数定义为变量；4)根据正则文法，结合用户输入的推导变量，推导生成载荷作用位置脚本。本发明通过采用上述技术，确保产品在不同拓扑结构和工况下生成正确的脚本，实现脚本的自动化生成；使得已有的有限元分析脚本资源得到有效利用；减轻有限元分析人员的工作负担，同时使得产品设计人员也能自主进行有限元分析，为企业减轻了产品设计成本，节约了人力和物理资源，有效提升了产品质量和缩短设计周期。

技术领域

本发明涉及有限元分析、有限元参数化建模等技术领域，具体涉及一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法。

背景技术

有限元分析(FEA，Finite ElementAnalysis)是利用数学近似的方法对真实物理系统进行近似模拟的过程。在产品设计中，有限元分析是检验产品设计质量、缩短设计周期和降低废品率的有效手段。为了提升有限元分析的效率，有经验的分析人员经常通过编辑脚本的方式来辅助完成产品的有限元模型建模，在需要反复优化产品的设计参数的时候，分析人员还可以通过脚本的参数化提高有限元分析的效率。脚本是执行有限元分析的命令流，常用的有限元分析软件，如ABAQUS、ANASYS等都有自己的命令流脚本。其中，ABAQUS采用Python作为其脚本语言，而ANASYS则采用APDL(ANASYS Parametric Design Language)作为其脚本语言。脚本语言结合输入参数，将需要参数化的数据标记为变量，从而构建参数化的脚本模板，实现FEA的前处理、载荷作用位置、施加载荷、求解和后处理等功能。其中，载荷作用位置的精确描述对于建立有限元分析模型起着重要的作用，并且对有限元分析的准确率起着重要影响。

在ANSYS软件中进行有限元分析建模时，通常以标号(编号法)的方式选择几何特征作为载荷作用位置，然后在该作用位置上添加载荷约束，从而完成有限元分析的建模。但是由于软件为模型上的几何特征自动生成的编号具有不确定性，一旦产品的拓扑结构或工况发生改变，不仅载荷作用位置的命令流片段中的编号产生差异，同时脚本中也会新增命令流片段，导致描述载荷作用位置的有限元脚本模板便不能再替换参数后进行重用。

为了应对产品拓扑结构和工况发生变化情况下的FEA参数化与脚本生成，本发明不再预先构建脚本模板，而是通过将FEA脚本切分成命令流片段，再通过正则文法描述这些命令流片段组合的规则，从而实现自适应的脚本生成。ANSYS软件支持以坐标的方式选择几何特征(坐标法)。利用坐标法拾取几何特征，就是在相应的坐标系下直接拾取目标几何特征，或者通过不同几何特征之间的组合来拾取目标几何特征。坐标法能够通过坐标形式描述载荷作用位置，载荷作用位置的脚本片段中的参数只和作用位置的坐标参数有关，不会随着拓扑结构或工况发生改变。本发明通过正则文法描述与坐标法的结合，能够在产品拓扑结构和工况发生变化的情况下，实现载荷作用位置脚本片段的参数化描述和自适应的脚本生成。

本发明提出一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法，将有限元脚本切分成命令流片段后，通过文法描述这些命令流片段组合的规则，经过基于文法的推导计算得到FEA的脚本，通过推导过程确保产品在不同拓扑结构和工况下生成正确的脚本，从而实现脚本的自动化生成。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法，它利用正则文法来描述实体选择过程，并利用正则文法进行推导以生成载荷作用位置脚本。

所述的一种基于正则文法的载荷作用位置脚本自动生成方法，通过正则文法对ansys软件中的实体选择命令进行组织，再根据文法推导生成载荷作用位置脚本，其特征在于包括如下步骤：

步骤A01:利用推导参数与正则文法来描述ansys软件中实体选择的过程，即将实体选择流程定义为正则文法；