本发明属于计算机有限元前处理，特别是涉及基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法。
背景技术：
1、蜂窝结构是一种以六边形或其他多边形单胞排列组成的特殊结构，具备轻质高强、抗冲击、热绝缘等特点。在航空航天、汽车工业等安全领域得到广泛应用。通过合理地设计蜂窝单胞的微结构能够有效地提高蜂窝结构的力学性能，近年来，越来越多的学者对各类新型蜂窝展开了动/静力学性能研究，如传统多边形蜂窝、多层级蜂窝、负泊松比蜂窝、仿生蜂窝等。目前该类结构也被广泛的用作防爆插板芯层。
2、有限元模拟是一种经济高效且准确度较高的研究方法，被广泛应用于结构的力学性能研究。在进行有限元模拟时，首先要建立正确的防爆插板芯层有限元模型及相关的边界/初始条件，即有限元前处理，随后根据数值模拟计算结果，对模型的微结构参数进行调整和优化。若每次都需要重新进行有限元前处理，会浪费大量的时间和精力，导致人工成本增加，使得研究过程变得更加漫长。如cn116415460a所公开的一种基于abaqus软件的三维实体蜂窝结构建模方法，利用abaqus软件自带的可编辑的*.rpy脚本文件，制作能用于abaqus软件的gui建模插件，可以有效地避免多次重复建立蜂窝实体模型，但对于其他边界/初始条件还是需要一次次重复设置，且适用范围较小，只能生成solid单元且只能用于abaqus软件。
3、因此，提出了一种基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，能够在结构单胞构型和边界/初始条件不变的前提下，快速高效的生成各种不同几何参数、单元类型的防爆插板芯层模型的数据文件，无需再进行其他前处理操作，可直接提交至有限元分析软件进行计算，有效地减少了研究人员在进行有限元前处理时的工作量。
技术实现思路
1、本发明提供了基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，在不改变模型的边界/初始条件，仅改变防爆插板芯层单胞的几何参数和网格大小的情况下，能够快速高效的生成批量有限元数据文件，直接提交至有限元分析软件进行计算。该发明的特点在于完成第一次处理操作后，后续对防爆插板芯层的单胞的几何参数或网格大小进行调整时，只需简单的修改个别参数，即可快速生成能够直接提交至有限元分析软件计算的数据文件，不用再进行其他前处理操作，从而解决了现有技术中重复操作多、花费时间长等问题；综上，解决了背景技术中的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
3、本发明的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，包括如下步骤：
4、s1、明确设计好的防爆插板芯层由哪种周期性单胞组成，并对该防爆插板芯层的几何参数进行参数化表达；
5、s2、明确防爆插板芯层采用的单元类型，单元类型包括二维壳单元shell、三维实体单元solid两种；在明确单元类型时，考虑与单元类型相匹配的网格大小h；若使用二维壳单元shell时，网格大小h与结构壁厚无关，若使用三维实体单元solid时，在选择网格大小h时，应考虑结构壁厚；
6、s3、建立单胞在xoy平面上的节点模型：首先明确单胞在xoy平面上由哪几个顶点、线段、简单图形构成，且这些顶点、线段、简单图形采用何种连接方式，在明确完这类基本信息后，利用matlab软件进行撒点；在撒点时，对于顶点因采用直接建模，对于线段应采用linspace函数，撒下间隔为h的若干点，对于简单图形应根据特点采用不同的方法；
7、s4、建立单胞在xyz空间上的节点模型：使用ndgrid函数或meshgrid函数创建空间上的节点；
8、s5、建立单胞在xyz空间上的单元模型，应考虑不同有限元分析软件的单元组成规则，根据有限元分析软件类型，生成相应的单元集；
9、s6、将生成好的单胞模型，进行复制、平移、弯曲、裁剪，形成防爆插板芯层模型；
10、s7、根据有限元分析软件规定的数据文件的编写规则，输出相应的数据文件；
11、s8、数据文件生成完毕后，递交至有限元分析软件进行计算，为有限元正常流程，且用于校验本次有限元前处理方法是否正确。
12、进一步地，所述s5步骤中，有限元分析软件包括ls-dyna软件、abaqus软件。
13、进一步地，其特征在于，所述s6步骤中，在复制、平移单胞结构时，应根据该防爆插板芯层的特点，进行针对性操作，并在操作结束后，对位置重合的节点进行节点合并；
14、进一步地，其特征在于，所述s6步骤中，对芯层进行复制、平移、弯曲、裁剪时，应考虑防爆插板整体的几何特征；
15、进一步地，其特征在于，所述s7步骤中，有限元分析软件规定的数据文件包括ls-dyna软件规定的k文件，以及abaqus软件规定的inp文件。
16、进一步地，其特征在于，所述s7步骤中，在输出数据文件时，应根据所需工况，提前编写好包括边界条件、初始条件等的关键字，再将新建立的节点模型与单元模型嵌入，形成完整的数据文件。
17、进一步地，所述提前编写好的边界条件、初始条件等的关键字需要查询有限元分析软件对应的帮助文档进行撰写。进一步地，所述s8步骤中，若数据文件成功递交至有限元分析软件进行计算，则说明该方法成功；若有报错，则根据报错信息，对程序进行修改后，直至成功递交并计算。本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：
18、(1)本发明将若干单胞排列组合形成的防爆插板芯层进行参数化表达，在不改变模型边界/初始条件下，仅改变防爆插板芯层单胞的几何参数和网格大小的情况下，能够快速的生成批量有限元数据文件；
19、(2)本发明完成第一次前处理操作后，后续的防爆插板芯层的单胞的几何参数或网格大小进行调整时，只需简单输入需要调整的几何参数或网格大小，能够快速生成批量有限元数据文件，不用再进行其它前处理操作，能够直接递交至有限元分析软件进行计算；
20、(3)本发明的前处理方法便捷、高效，整体耗时少，能够进一步提高防爆插板芯层的设计与参数化工作效率。
21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
1.基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s5步骤中，有限元分析软件包括ls-dyna软件、abaqus软件。
3.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s6步骤中，在复制、平移单胞结构时，应根据该防爆插板芯层的特点，进行针对性操作，并在操作结束后，对位置重合的节点进行节点合并。
4.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s6步骤中，对芯层进行复制、平移、弯曲、裁剪时，应考虑防爆插板整体的几何特征。
5.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s7步骤中，有限元分析软件规定的数据文件包括ls-dyna软件规定的k文件，以及abaqus软件规定的inp文件。
6.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s7步骤中，在输出数据文件时，应根据所需工况，提前编写好包括边界条件、初始条件等的关键字，再将新建立的节点模型与单元模型嵌入，形成完整的数据文件。
7.根据权利要求4所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述提前编写好的边界条件、初始条件等的关键字需要查询有限元分析软件对应的帮助文档进行撰写。
8.根据权利要求1所述的基于matlab的防爆插板芯层的参数化有限元前处理方法，其特征在于，所述s8步骤中，若数据文件成功递交至有限元分析软件进行计算，则说明该方法成功；若有报错，则根据报错信息，对程序进行修改后，直至成功递交并计算。
