1.一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,通过正则文法对脚本进行建模,再根据文法推导生成有限元分析模型,包括如下步骤:1)对产品族FEA脚本库内各个产品的FEA脚本进行语义拆分,得到第一FEA脚本片段并构成第一FEA脚本片段库;
2)利用正则文法,提取步骤1)第一FEA脚本片段库内的第一FEA脚本片段的组成规则;
3)根据步骤2)提取的组成规则,推导出新的FEA脚本,实现产品族有限元模型参数化,其特征在于具体包括如下步骤:
1)产品族FEA脚本库的建立及FEA脚本的语义拆分
1.1)构建产品族FEA脚本库
收集产品族内的FEA脚本,构建产品族FEA脚本库;
1.2)FEA脚本的语义拆分
按照有限元分析流程对产品族内的FEA脚本进行语义拆分,得到第一FEA脚本片段;所述有限元分析分过程包括:前处理、加载求解、后处理三个阶段,其中,前处理又包括单元类型、材料参数、实常数和网格划分;
2)利用正则文法描述产生新的FEA脚本的规则
完成了FEA脚本的语义拆分后,利用正则文法,设计组织并提取第一FEA脚本片段之间的组成规则;
2.1)正则文法
正则文法G为描述了给定语言的句子集合,该正则文法定义为四元组,即G={Vn,Vt,P,S},其中,Vn表示非终结符集;Vt表示终结符集;P是产生式集合,包含了A→α的产生式,A→α表示A用α进行替换,并且A属于Vn中的一个元素,α包括了Vt或Vn中的若干元素,Vt中的元素是语言中句子的组成要素,S为开始符号,所有脚本的推导均从S开始进行;
2.2)正则文法对有限元分析的描述,构建推导规则
将产品族FEA脚本库定义成语言L,一个FEA脚本为语言L中的一个句子,将FEA过程的前处理、加载求解和后处理都定义为非终结符Vn中的元素,前处理中的单元类型、材料参数、实常数和网格划分定义为终结符Vt中的元素,每一个终结符对应着FEA脚本库中的一个第一FEA脚本片段;
3)采用算法推导并生成新的FEA脚本
3.1)输入的设置
生成完整的FEA脚本需要四种参数:几何参数、FEA标签、载荷位置编码及FEA参数,其中FEA标签为1.2)所得的第一FEA脚本片段的名称,FEA参数为FEA标签的输入数值,几何参数为几何模型的设计参数,载荷位置编码为用于标记FEA标签的作用位置;为了生成完整的新FEA脚本,在推导的过程中需要输入几何参数和载荷位置编码;
3.2)载荷位置编码的获取
利用ANSYS软件中坐标选择的方式,选择产品族中每个产品的同种载荷位置,并将选择的载荷位置转化成第二FEA脚本片段,最后对第二FEA脚本片段进行编码,构成载荷位置编码;
3.3)生成新的FEA脚本
在确定了四种输入参数后,算法从输入缓存中读入四种参数,再根据步骤2.1)给定的正则文法推导生成新的FEA脚本。
2.根据权利要求1所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于步骤3.1)中,根据四种参数之间的结合方式,将输入分为以下几种类型:[FEA标签]、[FEA标签,FEA参数]、[FEA标签,载荷位置编码]、[FEA标签,载荷位置编码,FEA参数];
在推导的过程中针对不同的输入类型进行推导输出的方法如下:
a.将FEA标签对应的第一FEA脚本片段直接输出;
b.向FEA标签对应的第一FEA脚本片段中填入FEA参数后输出;
c.先输出载荷位置编码的第二FEA脚本片段,然后再输入FEA标签对应的第一FEA脚本片段;
d.先输出载荷位置编码的第二FEA脚本片段,然后向FEA标签对应的第一FEA脚本片段中填入FEA参数后输出。
3.根据权利要求1所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于步骤3.2)中,构成载荷位置编码的具体过程如下:
3.2.1)设定编码对象
将产品族中每个产品的同种载荷位置设定为编码对象;
3.2.2)选择编码对象
寻找与编码对象存在集合关系的几何特征,所述几何特征为产品族内所有产品的共有特征;再为所选的几何特征匹配坐标系,确定该几何特征在坐标系中的位置,直接或间接地选择出设定的编码对象;将选择过程转化成第二FEA脚本片段,对转化所得的第二FEA脚本片段提取步骤3.1)所需几何参数,再为所述第二FEA脚本片段添加编码,即得载荷位置编码。
4.根据权利要求3所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于间接选择的条件为:适用于编码对象在产品族内的几何模型上处于不同位置且个数也不同。
5.根据权利要求3所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于直接选择的条件为:适用于编码对象在产品族内的几何模型上处于相同位置且个数相同。
6.根据权利要求1所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于推导过程中的非终结符和终结符利用栈暂存。
7.根据权利要求3所述的一种基于正则文法的产品族有限元模型参数化方法,其特征在于3.2.2)的坐标系为直角坐标系、球坐标系或柱坐标系。