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有限元分析作為一種數(shù)值仿真技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)或改型設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中有限元分析建模(幾何模型的簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理、模型檢驗(yàn)等)大約占整個(gè)有限元分析過(guò)程工作量的80%，由于有限元分析模型中包含了大量的工程、力學(xué)、材料、試驗(yàn)等方面的專(zhuān)家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，因此，如何最大限度地重復(fù)利用這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，是提高產(chǎn)品分析建模效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。本研究借助知識(shí)表示語(yǔ)言UG/KF，將產(chǎn)品有限元分析建模中的知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)歸納為相應(yīng)的工程規(guī)則，并通過(guò)類(lèi)的形式對(duì)這些工程知識(shí)規(guī)則進(jìn)行表示，方便了對(duì)分析建模知識(shí)的組織和管理。一方面保證了對(duì)已有建模知識(shí)的重復(fù)利用，另一方面使得分析人員現(xiàn)有的分析建模知識(shí)能便于在將來(lái)得到重用。
基于工程規(guī)則的有限元分析建模，就是以工程規(guī)則的形式將產(chǎn)品有限元分析建模中的各種知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)融入到產(chǎn)品有限元分析建模過(guò)程中，生成有限元分析模型及數(shù)據(jù)文件。這一過(guò)程可表示為FEA_Modeling：F=K(S)s，rule1，rule2，…，rulen式中：F為有限元分析模型及數(shù)據(jù)文件，K為產(chǎn)生分析模型及數(shù)據(jù)文件的推理機(jī)制，S為待分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，rule1，rule2，…，rulen為有限元分析建模中的各種工程規(guī)則。
(1)幾何模型簡(jiǎn)化
盡管目前大型有限元分析軟件(如ANSYS、MSC/NASTRAN)都提供了與CAD軟件的接口，但在多數(shù)情況下，CAD幾何模型往往不適合直接用于有限元分析，模型中有許多細(xì)節(jié)特征通常是分析中所不需要的，如小孔、圓角、淺槽或腔和凸臺(tái)等，通常需分析人員對(duì)其進(jìn)行特征簡(jiǎn)化、特征抑制及特征刪除以生成抽象的有限元分析幾何模型，另外，對(duì)于無(wú)偏載的對(duì)稱(chēng)構(gòu)，可以運(yùn)用對(duì)稱(chēng)性取其1/2或1/4部分進(jìn)行分析。
(2)有限元分析建模知識(shí)的KF表示對(duì)有限元分析建模知識(shí)，KF主要通過(guò)定義應(yīng)用類(lèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些知識(shí)的表示。由于KF功能的限制，目前僅能對(duì)分析建模知識(shí)中幾何模型簡(jiǎn)化、單元類(lèi)型選擇、單元網(wǎng)格劃分、邊界條件及載荷知識(shí)進(jìn)行很好地描述，而對(duì)于不同單元間連接、計(jì)算方法及模型修正知識(shí)的描述還存在一定的難度，這有待于KF功能的進(jìn)一步擴(kuò)充。
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