(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210736568.4 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 中国空气动力研究与发展中心计算 空气动力研究所 地址 621000 四川省绵阳市涪城区二环路 南段6号 (72)发明人 邓彦增　孙岩　江盟　刘旺林　 邓学霖　赵梓斌　朱枝茂　邹小珊　 邹久铭　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 姚莹丽 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成 方法及相关组件 (57)摘要 本申请公开了一种基于结构有限元模型的 结构柔度矩阵生成方法、 装置、 设备及介质， 涉及 航空航天飞行器技术领域， 包括： 基于与目标飞 行器中的目标部件对应的离散单元类型、 离散单 元尺寸与离散单元分布生成结构有 限元计算网 格， 以创建目标部件的结构有限元模型； 从结构 有限元模型中筛选出表面网格点， 从表面网格点 筛选出若干个目标表面网格点， 以得到目标网格 点集； 分别获取目标网格点集中所有目标表面网 格点在不同预设自由度下的位移响应， 并基于预 设自由度顺序， 将每一位移响应进行组装以得到 目标部件的结构柔度矩阵； 基于结构柔度矩阵对 目标部件进行静气动弹性耦合模拟 。 提高获取结 构柔度矩阵的灵活性以及容 易度。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115099095 A 2022.09.23 CN 115099095 A 1.一种基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特 征在于， 包括： 基于与目标飞行器中的目标部件对应的离散单元类型、 离散单元尺寸与离散单元分布 生成结构有限元计算网格， 并基于所述结构有限元计算网格、 对应的求解类型和求解参数， 创建所述目标部件的结构有限元模型； 从所述结构有限元模型中筛选出表面网格点， 并基于预设柔度矩阵规模和预设载荷传 递加载要求从所述表面网格点筛 选出若干个目标表面网格点， 以得到目标网格点 集； 分别获取所述目标网格点集中所有所述目标表面网格点在不同预设自由度下的位移 响应， 并基于预设自由度顺序， 将每一所述位移响应进行组装以得到所述 目标部件的结构 柔度矩阵， 以便基于所述结构柔度矩阵对所述目标部件进行静气动弹性耦合模拟。 2.根据权利要求1所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特征在于， 所述基于与目标部件对应的离散单元类型、 离散单元尺寸与离散单元分布生成结构有限元 计算网格之前， 还 包括： 基于目标部件的几何特性和分析精度要求， 确定与所述目标部件对应的离散单元类 型、 离散单元尺寸与离 散单元分布。 3.根据权利要求1所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特征在于， 所述基于所述结构有限元计算网格、 对应的求解类型和求解参数， 创建所述 目标部件的结 构有限元模型， 包括： 利用所述目标部件的材料参数确定结构有限元模型的本构关系， 并在所述结构有限元 计算网格的节点上 添加对应的约束边界条件； 选取对应的求解类型和求解参数， 并基于所述本构关系、 所述约束边界条件、 所述求解 类型和所述 求解参数， 创建所述目标部件的结构有限元模型。 4.根据权利要求1所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特征在于， 所述从结构有限元模型中筛 选出表面网格点， 包括： 利用面单 元连接关系分析 方法从结构有限元模型中筛 选出表面网格点； 或， 利用面单 元法向特 征分析方法从所述结构有限元模型中筛 选出所述表面网格点。 5.根据权利要求1所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特征在于， 所述分别获取所述目标网格点集中所有所述目标表面网格点在不同预设自由度下的位移 响应， 包括： 获取所述目标网格点集中每一所述目标表面网格点分别在x方向、 y方向以及z方向下 时所述目标网格点 集中所有所述目标表面网格点的位移响应。 6.根据权利要求5所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其特征在于， 所述获取所述目标网格点集中每一所述目标表面网格点分别在x方向、 y方向以及z方向下 时所述目标网格点 集中所有所述目标表面网格点的位移响应， 包括： 从所述目标网格点 集中任意选取当前 所述目标表面网格点； 对当前所述目标表面网格点施加x方向的单位载荷， 并基于预设静力学求解算法得到 所述目标网格点集中所有 所述目标表面网格点的第一位移响应， 然后清除当前所述目标表 面网格点在所述x方向的所述单位载荷； 对当前所述目标表面网格点施加y方向的单位载荷， 并基于预设静力学求解算法得到 所述目标网格点集中所有 所述目标表面网格点的第二位移响应， 然后清除当前所述目标表权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099095 A 2面网格点在所述y方向的所述单位载荷； 对当前所述目标表面网格点施加z方向的单位载荷， 并基于预设静力学求解算法得到 所述目标网格点集中所有 所述目标表面网格点的第三位移响应， 然后清除当前所述目标表 面网格点在所述z方向的所述单位载荷。 7.根据权利要求1至6任一项所述的基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成方法， 其 特征在于， 所述基于预设自由度顺序， 将每一所述位移响应进行组装以得到所述 目标部件 的结构柔度矩阵之后， 还 包括： 在不同预设载荷加载条件下， 分别利用所述结构有限元模型和柔度矩阵方法计算出的 若干个第一结构位移以及相应的若干个第二结构位移， 并分别计算若干个所述第一结构位 移与相应的若干个所述第二结构位移之 间的若干个位移差异， 然后从所述若干个位移差异 中筛选出满足预设条件的目标位移差异； 判断所述目标位移差异是否大于预设差异阈值， 若否则判定所述结构柔度矩阵满足预 设要求； 若是则判定所述结构柔度矩阵不满足所述预设要求， 并重新跳转至所述基于与目 标部件对应的离散单元类型、 离散单元尺寸与离散单元分布生成结构有限元计算网格的步 骤。 8.一种基于结构有限元模型的结构柔度矩阵生成装置， 其特 征在于， 包括： 模型创建模块， 用于基于与目标飞行器中的目标部件对应的离散单元类型、 离散单元 尺寸与离散单元分布生成结构有限元计算网格， 并基于所述结构有限元计算网格、 对应的 求解类型和求 解参数， 创建所述目标部件的结构有限元模型； 网格点集获取模块， 用于从所述结构有限元模型中筛选出表面网格点， 并基于预设柔 度矩阵规模和预设载荷传递加载要求从所述表面网格点筛选出若干个目标表面网格点， 以 得到目标网格点 集； 矩阵获取模块， 用于分别获取所述目标网格点集中所有所述目标表面网格点在不同预 设自由度下 的位移响应， 并基于预设自由度顺序， 将每一所述位移响应进行组装以得到所 述目标部件的结构柔度矩阵， 以便基于所述结构柔度 矩阵对所述目标部件进 行静气动弹性 耦合模拟。 9.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于保存计算机程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序， 以实现如权利要求1至7任一项所述的基于结构有 限元模型的结构柔度矩阵生成方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 用于存储计算机程序； 其中， 所述计算机程 序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于结构有限元模型 的结构柔度矩 阵生成方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099095 A 3