[發(fā)明專利]有限元分析中初始化螺栓預緊力的改進方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910165817.3
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101685474A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 約翰O·霍爾奎斯特
• 申請（專利權）人: 利弗莫爾軟件技術公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛;李 琴

1.一種在有限元分析中初始化獨立于軸向應變的螺栓預緊力的改進方法， 所述有限元分析用于對其中包括有螺栓連接的結構的結構響應進行模擬，其特 征在于，所述方法包括：

定義一個或多個螺栓，每一個螺栓都作為有限元分析中有限元分析模型中 的梁單元；

定義至少一條預緊力對比時間曲線，用于規(guī)定所述一個或多個螺栓中每一 個螺栓的期望預緊力，其中所述至少一條預緊力對比時間曲線包括斜坡部分、 期望預緊力部分以及可選的卸載部分；

在占據有限元分析內預緊力對比時間曲線的斜坡部分的解法周期中執(zhí)行 第一系列的準靜態(tài)分析；

在占據有限元分析內預緊力對比時間曲線的期望預緊力部分的解法周期 中執(zhí)行第二系列的準靜態(tài)分析；以及

當已經檢測到或者確定第一和第二螺栓預緊力終止條件中任一個條件時， 通過終止第二系列的準靜態(tài)分析完成初始化螺栓預緊力；

執(zhí)行所述第二系列的準靜態(tài)分析進一步包括：

增加新的解法周期的解法時間；

識別出將在新解法周期中被排除的一組螺栓；以及

在沒有所述將被排除的一組螺栓的情況下執(zhí)行第二系列的準靜態(tài)分析之 一，直至解法時間超出期望預緊力部分的終止點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元分析模型被配 置為表示抗撞擊模擬中的汽車或卡車。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個或多個螺栓中的 每一個螺栓都對應所述至少一條預緊力對比時間曲線中的一條。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述斜坡部分被配置成使 得期望的預緊力以較小的增量逐漸施加到所述一個或多個螺栓中每一個螺栓。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一和第二 系列的準靜態(tài)分析過程中覆蓋計算出的軸向應力。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述第一和第二 系列的準靜態(tài)分析中應用阻尼，使得結構響應的高頻模式被更快的衰減。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將被排除的一組螺栓 是通過識別所述一個或多個螺栓中的哪一個已經被檢測到并確定被卸載來確 定的。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一螺栓預緊力初始化終 止條件包括整體結構能量平衡。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第二螺栓預緊力初始化終 止條件包括已經檢測到并確定所述一個或多個螺栓全部被卸載。

10.一種在有限元分析中初始化獨立于軸向應變的螺栓預緊力的改進系 統(tǒng)，所述有限元分析用于對其中包括有螺栓連接的結構的結構響應進行模擬， 其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

第一單元，用于定義一個或多個螺栓，每一個螺栓都作為有限元分析中有 限元分析模型中的梁單元；

第二單元，用于定義至少一條預緊力對比時間曲線，用于規(guī)定所述一個或 多個螺栓中每一個螺栓的期望預緊力，其中所述至少一條預緊力對比時間曲線 包括斜坡部分、期望預緊力部分以及可選的卸載部分；

第三單元，用于在占據有限元分析內預緊力對比時間曲線的斜坡部分的解 法周期中執(zhí)行第一系列的準靜態(tài)分析；

第四單元，用于在占據有限元分析內預緊力對比時間曲線的期望預緊力部 分的解法周期中執(zhí)行第二系列的準靜態(tài)分析；以及

第五單元，用于當已經檢測到或者確定第一和第二螺栓預緊力終止條件中 任一個條件時，通過終止第二系列的準靜態(tài)分析完成初始化螺栓預緊力；

所述第四單元執(zhí)行第二系列的準靜態(tài)分析的操作還包括：

增加新的解法周期的解法時間；

識別出將在新解法周期中被排除的一組螺栓；以及

在沒有所述將被排除的一組螺栓的情況下執(zhí)行第二系列的準靜態(tài)分析之 一，直至解法時間超出期望預緊力部分的終止點。