[发明专利]适用于有限元分析的船舶板结构简化方法及装置

说明书

本发明提供一种适用于有限元分析的船舶板结构简化方法及装置，包括以下步骤：基于船舶的三维模型，获取船舶的板结构信息；基于所述板结构信息，应用预设的类别划分规则，确定划分后的板结构；基于所述划分后的板结构，应用预设的数据结构构建规则，确定板结构对象的信息；基于所述板结构对象的信息，应用预设的判断规则，确定需简化的板结构。本发明的适用于有限元分析的船舶板结构简化方法及装置，基于船舶的三维模型，预设船舶板结构的类别划分规则、处理规则以得到简化的板结构，从而实现需简化板结构的自动识别，减轻分析人员的人工工作量；提高设计分析工作的效率和可靠性，缩短设计周期。

技术领域

本发明涉及船舶设计领域，特别是涉及一种适用于有限元分析的船舶板结构简化方法及装置。

背景技术

目前，有限元网格分析采用的方法是直接将产品的三维设计模型生成有限元分析模型，在对船舶类产品进行有限元网格分析时采用的网孔尺寸一般在50厘米到几米之间，由于船舶本身的尺寸较大，长度通常在几十米到几百米之间，存在大量的三角形或畸形网格，如直接将船舶的三维模型生成有限元分析模型，三角形或畸形网格是无法满足有限元计算的规范要求的，因此需要在进行船舶结构有限元网格分析前，简化船舶的三维模型，如删除次要构件、忽略结构细节以及调整几何结构等。

现有技术中，这些简化工作主要由分析人员先人工确定需简化的几何结构特征，再通过草图或实体造型等工具对几何结构特征进行简化处理，这种处理方式往往耗费大量时间且质量难以保证。

因此，如何在对船舶类产品进行有限元网格分析前高效地简化船舶的三维模型是一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于有限元分析的船舶板结构简化方法及装置，用于解决现有技术中存在的对船舶类产品进行有限元网格分析前，简化船舶的三维模型的效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种适用于有限元分析的船舶板结构简化方法，包括以下步骤：基于船舶的三维模型，获取船舶的板结构信息；基于所述板结构信息，应用预设的类别划分规则，确定划分后的板结构；基于所述划分后的板结构，应用预设的数据结构构建规则，确定板结构对象的信息；基于所述板结构对象的信息，应用预设的判断规则，确定需简化的板结构。

于本发明的一实施例中，所述板结构信息包括：轮廓点、轮廓边、约束以及相交段中的一个或多个。

于本发明的一实施例中，所述预设的类别划分规则包括：轮廓边的长度小于第一阈值，相交段的长度小于第二阈值，所述约束在板结构内部中的一个或多个。

于本发明的一实施例中，所述数据结构构建规则包括：基于所述板结构信息的名称构建第一层数据节点；基于所述第一层数据节点，构建第二层数据节点以确定所述板结构对象的信息；其中，所述第二层数据节点为所述第一层数据节点对应的对象内容。

于本发明的一实施例中，所述基于所述板结构对象的信息，应用预设的判断规则，确定需简化的板结构，包括：基于所述板结构对象的信息，提取所有轮廓边的长度；当存在轮廓边的长度小于第三阈值时，确定板结构为需简化的板结构；当所述所有轮廓边的长度都大于所述第三阈值时，提取所有相交段的长度；当存在相交段的长度小于第四阈值时，确定所述板结构为所述需简化的板结构；当所述所有相交段的长度都大于所述第四阈值时，提取所有约束的两个端点坐标和所有轮廓点的位置坐标；根据所述两个端点的坐标和所述位置坐标，判断所述约束是否在所述板结构内部；当所述约束在所述板结构内部时，确定所述板结构为所述需简化的板结构。

对应地，本发明提供一种适用于有限元分析的船舶板结构简化装置，包括获取模块，用于基于船舶的三维模型，获取船舶的板结构信息；第一处理模块，用于基于所述板结构信息，应用预设的类别划分规则，确定划分后的板结构；第二处理模块，用于基于所述划分后的板结构，应用预设的数据结构构建规则，确定板结构对象的信息；确定模块，用于基于所述板结构对象的信息，应用预设的判断规则，确定需简化的板结构。