采用體素模型可以解決傳統(tǒng)建模難以滿足幾何信息和材料信息融合的問題,體素單元尺寸的大小直接影響模型精度和模型數(shù)據(jù)量,當(dāng)使用大尺寸體素單元體素化功能梯度材料零件時(shí),描述該模型需體素單元數(shù)量較少,但模型精度較低,模型曲面和材料梯度過渡區(qū)階梯效應(yīng)比較明顯,梯度過渡區(qū)材料組分變化不夠平滑。為此,提出了一種利用八叉樹細(xì)化體素模型局部體素單元的方法,解決了體素單元尺寸和體素模型數(shù)據(jù)量之間的矛盾;在此基礎(chǔ)上,使用APDL將局部細(xì)化后的體素模型轉(zhuǎn)換為ANSYS有限元模型進(jìn)行相關(guān)性能分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:細(xì)分算法保證體素模型在使用較少數(shù)據(jù)的同時(shí)擁有較高精度;體素模型轉(zhuǎn)換為ANSYS有限元模型后可以直接進(jìn)行網(wǎng)格劃分、加載等操作。 

【文章來源】：現(xiàn)代制造工程. 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

功能梯度材料零件的描述和分析過程

首先設(shè)置單一體素單元尺寸,用體素單元中心坐標(biāo)表示體素單元坐標(biāo),離散模型最小包圍盒,得到組成STL模型的所有體素單元的空間坐標(biāo);然后依次計(jì)算每個(gè)三角面片的最小包圍盒,使用體素單元尺寸離散三角面片的最小包圍盒。為保證模型體素單元的唯一性,將三角面片最小包圍盒離散得到的體素單元坐標(biāo)與模型最小包圍盒離散得到的體素單元坐標(biāo)相對(duì)應(yīng),得到組成三角面片的體素單元,如圖2c所示。依次離散所有三角面片得到模型所有表面體素單元,如圖2d所示。1.1.1 計(jì)算組成三角面片的體素單元

離散三角面片最小包圍盒后得到構(gòu)成矩形的一系列體素單元。剔除一部分不屬于三角面片的體素單元以便準(zhǔn)確表示三角面片,確定體素單元所屬三角面片,如圖3所示。剔除方法:首先計(jì)算體素中心點(diǎn)O(x,y,z)在三角面片ABC所在平面的垂點(diǎn)O′(x′,y′,z′),點(diǎn)O′坐標(biāo)的計(jì)算方法如下。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3063883