[发明专利]质量加载方法和系统

说明书

本发明涉及质量加载方法和系统。质量加载方法用于将质量加载在结构模型上，所述方法包括：对所述质量进行集中化预处理以获得离散的多个质量点；对所述结构模型进行有限元建模以获得多个结构节点；建立所述多个质量点与所述多个结构节点之间的分区域匹配关系；以及采用三维插值函数进行分区域插值，从而实现将质量均匀加载在结构模型上。本发明的质量加载方法和系统能起到以下有益技术效果：使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上，能够真实反映其物理行为。

技术领域

本发明涉及质量加载方法和系统。

背景技术

结构有限元仿真通常与其他学科耦合来解决特定的工程物理问题。质量惯性力作为连续的物理场在必要时也需加载在结构模型上。结构模型采用有限元来描述，离散为梁、杆、壳或者实体单元集合。质量需要合理地分布在结构模型对应的结构节点之上。质量依据部件以及区域的自然划分，先按照集中方式处理为许多独立的质量点。

以往的做法是将质量点与就近的结构节点直接关联，两者之间为刚性连接，质量点所有的自由度完全依赖于结构的自由度，表现为随动形式。事实上，质量在宏观上是均匀连续分布的，这种连接较为“生硬”，质量力会呈现为集中载荷的行为，局部也许会出现应力集中，不能真实的反映其物理特性，且难以保证力矩分布在传递前后保持一致。

发明内容

本发明的一个目的在于，在结构已经离散为有限单元的基础上，提出质量在结构模型上合理加载的有效方法，使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上，能够真实反映其物理行为。

本发明的以上目的通过一种质量加载方法来实现，所述质量加载方法用于将质量加载在结构模型上，所述方法包括：

对所述质量进行集中化预处理以获得离散的多个质量点；

对所述结构模型进行有限元建模以获得多个结构节点；

建立所述多个质量点与所述多个结构节点之间的分区域匹配关系；以及

采用三维插值方式进行分区域插值，从而实现将质量均匀加载在结构模型上。

根据上述技术方案，本发明的质量加载方法能起到以下有益技术效果：使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上，能够真实反映其物理行为。

较佳的是，建立所述多个质量点与所述多个结构节点之间的分区域匹配关系包括：将所述多个质量点按多个区域进行划分，将所述多个结构节点按所述多个区域进行划分，使得在所述多个区域的每个区域中，相应质量点与相应结构节点相互匹配。

根据上述技术方案，本发明的质量加载方法能起到以下有益技术效果：通过对质量点与结构节点的合理分区域匹配，进一步使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上。

较佳的是，所述三维插值方式是守恒型插值函数。

根据上述技术方案，本发明的质量加载方法能起到以下有益技术效果：通过选取较佳的三维插值方式，进一步使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上。

较佳的是，所述结构模型是飞机机翼结构模型。

根据上述技术方案，本发明的质量加载方法能起到以下有益技术效果：能更有效率地对飞机机翼结构进行结构力学分析、应力分析和动响应分析等。

较佳的是，区域划分是按照实体部件的结构拓扑分区进行的。

根据上述技术方案，本发明的质量加载方法能起到以下有益技术效果：通过合理的区域划分，进一步使质量尽可能地均匀分布在结构模型的结构节点上。

本发明的以上目的还通过一种质量加载系统来实现，所述质量加载系统用于将质量加载在结构模型上，所述系统包括：

质量预处理模块，用于对所述质量进行集中化预处理以获得离散的多个质量点；