[發明專利]一種套筒鉚接結構的有限元建模方法

在審

• 申請號: 201410032575.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103745068A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李彥斌;費慶國;吳邵慶;姜東;張鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種套筒鉚接結構的有限元建模方法，首先建立套筒鉚接結構的3D幾何模型，包括套筒結構的3D幾何模型和套筒結構連接用鉚釘的3D幾何模型，其特征在于：還包括順序執行的以下步驟：

步驟（1）、建立套筒結構中內外筒的有限元模型；

步驟（2）、建立模擬套筒結構中內外筒壁之間接觸力的有限元模型，具體包括順序執行以下步驟：

步驟（2.1）、采用兩列或兩列以上的桿單元建立模擬套筒內外筒壁接觸力的有限元模型，所述桿單元垂直于套筒結構的內外筒壁；

步驟（2.2）、根據套筒鉚接結構的材料參數確定桿單元的材料與幾何參數，其中桿單元的彈性模量取鉚釘材料彈性模量的10⁵～10¹⁰倍，桿單元的密度取鉚釘材料密度的10^-10～10^-5倍，桿單元的幾何尺寸與鉚釘的幾何尺寸相當；

步驟（3）、建立鉚釘的有限元模型，具體包括順序執行以下步驟：

步驟（3.1）、在鉚釘所在位置建立局部坐標系，設定X向為鉚釘的長度方向，Y向和Z向均為垂直于鉚釘長度的方向，且Y向與Z向相互垂直；

步驟（3.2）、建立鉚釘單元，設定鉚釘單元在X、Y、Z方向以及繞X、Y、Z轉動方向R_X、R_Y、R_Z的剛度分別為：

KX=KRx=KRY=KRZ=0,KY=GYAL,Kz=GzAL]]>

其中，K_X為鉚釘單元在X方向的剛度，K_Y為鉚釘單元在Y方向的剛度，K_Z為鉚釘單元在Z方向的剛度，K_Rx為鉚釘單元在RX方向的剛度，K_Y為鉚釘單元在R_Y方向的剛度，K_Z為鉚釘單元在R_Z方向的剛度；A為鉚釘的截面積；L為鉚釘的長度；G_Y為鉚釘所用材料在Y向的剪切模量；G_Z為鉚釘所用材料在Z向的剪切模量；

步驟（3.3）、采用鉚釘單元在鉚釘所在位置建立套筒結構連接用鉚釘的有限元模型。

2.根據權利要求1所述的套筒鉚接結構的有限元建模方法，其特征在于：步驟（1）中包括順序執行的以下步驟：

步驟（1.1）、由套筒結構的3D幾何模型抽取得到套筒結構中內外筒的中面幾何模型；

步驟（1.2）、以鉚釘所在位置為控制點在內外筒的中面幾何模型上布置有限元網格硬點；

步驟（1.3）、采用殼單元建立套筒結構的內外筒的有限元模型。