摘 要：在民用飛機強度設(shè)計中，有限元模型發(fā)揮著重要作用，但由于其涉及的結(jié)構(gòu)眾多，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的分工不同，將其分解為若干個部段，而發(fā)展針對各個部段設(shè)計的有限元模型的拼接和修改技術(shù)很有必要；合理的模型拼接和修改技術(shù)，不僅可以提高整體模型的可靠性，亦可大大提高工作效率。

關(guān)鍵詞：有限元模型 模型拼接 模型管控

中圖分類號：V214.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0071-01

在民用飛機強度設(shè)計中，全機級有限元模型往往會分為若干個部段，由各個部段負(fù)責(zé)人對其進(jìn)行把控，由指定專業(yè)負(fù)責(zé)模型的拼接與修改；大至全機級，小至部段級，模型的分工合作均較為頻繁，因此發(fā)展合理的、高效的模型拼接與修改技術(shù)很有必要。

1 傳統(tǒng)做法介紹

傳統(tǒng)的做法為人工在有限元軟件MSC.PATRAN中將需要拆分的有限元模型手工建立組進(jìn)行分解，然后分發(fā)給相關(guān)模型負(fù)責(zé)人；相關(guān)模型負(fù)責(zé)人通過直接修改bdf或者在相關(guān)的軟件中修改，這樣做的優(yōu)點是模型修改全部在人為把控之下，對修改過程及修改結(jié)果了解比較詳細(xì)，缺點是效率低，一些人為錯誤難以檢查發(fā)現(xiàn)；同樣模型拼接過程亦可使用軟件或者手動進(jìn)行，然而由于工作人員的不同，其效率及可靠性亦無法保障，缺點顯而易見。

2 改善做法介紹

鑒于人工拼接與修改模型中存在的誤差及效率問題，編寫相應(yīng)的程序，將模型拼接、修改通過程序來實現(xiàn)，同時制定關(guān)于模型修改及提交的的配套文件；這樣做在減少由于人工失誤導(dǎo)致的工作反復(fù)或錯誤及提高工作效率的同時，亦可對模型的可靠性提供保障。下面針對模型的修改，拼接，流程管控分別介紹。

2.1 模型修改技術(shù)探討

對于一個模型的修改，由于面對的人員水平參差不齊，有的人習(xí)慣于在軟件中手動修改，有的人習(xí)慣于在文本文件中修改，有的人習(xí)慣于編寫相應(yīng)的小程序自動生成模型文件，然而無論哪種修改方式，存在的一個問題均是模型的可靠性及統(tǒng)一性；本文在總結(jié)傳統(tǒng)修改方式的基礎(chǔ)上，提出針對飛機不同結(jié)構(gòu)的不同修改方式：

對于較為簡單清晰的結(jié)構(gòu)，建議通過編寫參數(shù)化建模程序，自動化實現(xiàn)，這樣做的優(yōu)點可減輕工作反復(fù)，并且對修改過程較為容易記錄；

對于一般的結(jié)構(gòu)，可直接修改bdf，但需要將修改前的內(nèi)容，修改后的內(nèi)容在文件中進(jìn)行記錄，并用$注釋，優(yōu)點是易上手；

對于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可在MSC.PATRAN中進(jìn)行修改，保證最終修改的內(nèi)容為正確的，并將過程記錄文件保存為*.ses文件以提交，優(yōu)點是對過程及結(jié)果的把控較為清晰。

通過以上幾種修改方式的比較，我們不難發(fā)現(xiàn)，模型的修改重點不僅僅是模型修改后的最終結(jié)果，對于修改的過程控制亦很重要，因為往往一個錯誤的修改較難發(fā)現(xiàn)，而過程記錄往往提供了一個很好的檢查途徑。綜上，本文提出通過保存*.ses的做法進(jìn)行模型修改，這樣更易于把控。

2.2 模型拼接技術(shù)探討

傳統(tǒng)的做法為收集需要拼接的模型，在相應(yīng)的軟件中手動有規(guī)律的尋找拼接節(jié)點，進(jìn)而將模型共用的節(jié)點注釋掉，往往這種做法需要一定的工作積累且建立在模型修改較少的前提下，且在各段模型拼接區(qū)域不盡一致時，易產(chǎn)生工作的反復(fù)或錯誤。而本文提出另一種做法。

在模型修改之前，將模型的分工協(xié)調(diào)位置確認(rèn)，便于后續(xù)模型拼接；

在模型修改過程中，對于各個子模型需要協(xié)調(diào)的位置實時動態(tài)的響應(yīng)協(xié)調(diào)更改；

在模型修改完畢后，對于各個子模型分段進(jìn)行檢查，確保每一個輸入的合理及正確；

編寫相應(yīng)的模型拼接程序，自動化實現(xiàn)模型共節(jié)點的尋找，同時編寫相應(yīng)的模型拼接程序，自動化實現(xiàn)模型拼接。

通過傳統(tǒng)與改進(jìn)的模型拼接技術(shù)探討，不難發(fā)現(xiàn)，合理的流程及自動化的運用可應(yīng)付反復(fù)的模型拼接工作，在提高工作效率的同時，亦加強了模型的可靠性管控。

2.3 模型管控流程探究

通過前兩點，我們不難發(fā)現(xiàn)，無論是模型的修改，還是模型的拼接，自動化往往不能代替所有工作，因此一個較優(yōu)的工作流程，對于一個項目的管控很有必要。本文在總結(jié)傳統(tǒng)做法的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的工作流程管理方法：

全機級模型修改前，形成頂層模型修改要求，規(guī)定模型修改的各個總的要求，包括修改方法，界面制定，提交形式，過程記錄，建模方法一致性等，從而啟動子模型修改；

子模型修改前，對于子模型的修改形成按子模型劃分的模型修改頂層修改要求，包括在頂層文件的指導(dǎo)下，對于模型修改的過程控制，對模型修改的檢查要求等；

子模型修改完畢匯總，首先需要對各個子模型進(jìn)行一個初步拼接，對于有問題的子模型，及時返回修改，并將容易犯錯的，與頂層文件不一致的地方，形成備忘錄，避免后續(xù)繼續(xù)犯錯；

模型最終拼接組裝，建議短期專人專管，長期制度化管理，對所有子模型的界面一致性，統(tǒng)一性，與頂層文件的一致性進(jìn)行把控，試算，反復(fù)迭代等。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)做法較為松散，對人員的依賴性比較強，而改進(jìn)的做法，形成了制度，規(guī)定，流程，自動程序等，對于工作的傳承與交接等有較大的好處。

3 結(jié)語

在民用飛機團隊分工細(xì)化與合作日益加劇的今天，合理的工作流程，配套程序，技術(shù)積累與總結(jié)等，是對于較為松散的傳統(tǒng)方式大大改進(jìn)；其在提高工作效率和可靠性的基礎(chǔ)上，對于技術(shù)經(jīng)驗等的傳承與積累也起到很好的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊劍，張璞，陳火紅.新編MD Nastran有限元實例教程[M].機械工業(yè)出版社，2008.