[发明专利]一种基于云制造平台的有限元分析服务方法

摘要

基于云制造平台的有限元分析服务方法，包括以下步骤：(1)构建基于云制造平台的参数化模型库和参数化设计服务库，模型库为产品设计提供基础，设计服务库为产品设计提供计算引擎；(2)构建基于云制造平台的有限元分析服务库，将有限元分析的主要步骤和关键环节封装为Web服务，部署在云平台上，供分析调用；(3)构建基于云制造平台的有限元分析结果展示服务，为用户提供多样化的有限元分析结果。

主权项

1.一种基于云制造平台的有限元分析服务方法，包括以下步骤：(1)构建基于云制造平台的产品三维参数化设计引擎；(1.1)建立产品三维参数化模型库；将对产品的三维模型进行特征提取，包括长、宽、高、直径的驱动参数，以及各参数之间的约束关系,创建三维模型库，并将模型库储存到云端；(1.2)开发三维参数化设计服务库；三维参数化设计引擎能够根据设计参数对三维模型进行设计，满足对产品的设计需求，设计引擎以Web服务库的形式提供，通过对设计服务的组合满足企业个性化的设计需求；设计服务以Web服务的形式部署在云制造平台上，通过Web服务提供的接口进行调用，其包括以下类型的服务：(1.2.1)三维模型导入服务：其功能是将选择的三维模型导入到设计环境中，企业能够据此进行参数化设计；(1.2.2)启动设计软件服务：其功能是启动三维设计软件，这是在云制造平台上进行三维设计的软件；(1.2.3)参数化设计服务：其功能是根据企业设计的参数，在云制造平台上基于三维设计软件进行三维设计，驱动三维模型；(1.3)建立三维参数化设计接口；三维参数化设计接口是三维产品设计的人机接口，根据三维模型提取的特征参数，建立三维参数化设计接口，基于设计接口选择三维模型、输入设计参数，并查看设计完成的设计结果，设计结果基于VRML进行实现，为用户提供详细的三维设计效果；(2)构建基于云制造平台的有限元分析引擎；(2.1)开发基于云制造平台的有限元分析服务库；有限元分析引擎的功能是根据有限分析参数调用分析软件对三维模型在云制造平台上进行分析，然后将分析的结果返回；分析引擎以Web服务库的形式部署在云制造平台上，并通过Web服务提供的接口进行调用；Web服务库中的有限元分析服务的类型包括：(2.1.1)启动有限元分析软件服务：其功能是启动有限元分析软件，输入有限元分析文件，并输出有限元分析结果文件；(2.1.2)产品三维模型导入服务：其功能是将设计完成的三维有限元模型导入到分析环境中；(2.1.3)单元类型选择服务：其功能是对选择的三维有限元模型进行单元类型选择；(2.1.4)材料属性设置服务：其功能是对三维有限元模型的材料属性进行设置，包括：弹性模量、泊松比、密度；(2.1.5)网格划分服务：其功能是对模型进行网格划分；功能分为两块，一是对网格的大小进行设置，二是对模型进行网格划分；由于网格大小设置和网格划分有多种种类，所以将不同种类的网格大小设置和网格划分封装成不同的服务；当用户对不同模型进行有限元分析时，使用不同的网格大小设置和网格划分方式，分别调用所对应的网格划分服务；(2.1.6)施加载荷服务：其功能是对模型施加载荷；(2.1.7)边界条件设置服务：其功能是对模型的边界条件进行设置；(2.1.8)静力分析服务：其功能是对有限元模型进行静力学分析，并输出主方向上的变形最大值，及最大值的节点位置和节点编号和结果图片；(2.1.9)疲劳分析服务：其功能是对有限元模型进行疲劳分析，并输出疲劳分析的分析日志和结果图片；(2.1.10)模态分析服务：功能是在模态分析后处理输出梯级各阶模态的频率，保存各阶阵型图，以及各阶模态的振型动画；(2.2)建立有限元分析服务接口；建立有限元分析服务接口，企业用户对象基于该接口对设置有限元分析的相关分析参数，包括选择单元类型、网格划分、设置材料属性、选择后处理类型；(3)基于云制造平台的有限元分析结果预览；(3.1)有限元分析结果展示内容；有限元分析结束后之后，将自动展示分析结构，包括：①.静力分析结果文件：包括应力云图、总变形图以及主方向上的变形最大值，及最大值的节点位置和节点编号；②.疲劳分析结果文件；③.模态分析结果文件，包括：各阶模态的频率，保存各阶振型图，以及各阶模态的振型动画；④.分析日志文件；(3.2)有限元分析结果展示服务；将有限元分析的结果对应封装为Web服务，供用户预览和下载。