[發明專利]一種建模方法、測試彎矩的方法以及測試撓度的方法

有效

• 申請號: 201510347213.6
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104951610B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 劉庭耀;孫祥;楊衛平;張偉濤;陳松松
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 賈萌

本發明公開了一種建模方法、測試彎矩的方法以及測試撓度的方法。所述在彈性轉動約束下的試驗組件的建模方法包括如下步驟：步驟1：檢測待測試驗件的各項參數；步驟2：建立待測試驗件的二維模型并劃分成任意多個節點；步驟3：為待測試驗件施加載荷；步驟4：選取節點；步驟5：為待測試驗件的兩端或其中一端的節點施加約束；步驟6：建立扭力桿的二維模型；步驟7：為待測試驗件施加約束，限制所述待測試驗件沿其自身軸向轉動；步驟8：為扭力桿的二維模型遠離待測試驗件的一端施加6個方向自由度的約束。本發明中的彈性轉動約束下的試驗組件的建模方法能夠建立處于彈性轉動約束狀態下的待測試驗件，相對于現有技術，其建模方法簡單，效率高。

技術領域

本發明涉及工程設計技術領域，特別是涉及一種建模方法、測試彎矩的方法以及測試撓度的方法。

背景技術

在結構有限元分析中，通常將轉動約束假設為完全剛性或完全自由。但在實際工程中，轉動約束往往很難滿足這一假設條件，一般處于兩者之間，即彈性轉動約束狀態。

在結構有限元仿真軟件中，彈性約束不像剛性約束那樣可以直接施加。在結構有限元分析時，為模擬彈性約束，通常需要將約束結構與分析對象同時進行有限元網格劃分。如果彈性約束結構比較龐大和復雜，那么有限元模型構建是比較困難的，而且所建立的有限元模型規模也較大、求解時間較長。另外，如果只知彈性約束的剛度，而不知彈性約束的結構，則彈性轉動約束無法模擬。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在彈性轉動約束下的試驗組件的建模方法來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種在彈性轉動約束下的試驗組件的建模方法。所述試驗組件包括待測試驗件以及用于約束待測試驗件的扭力桿，所述在彈性轉動約束下的試驗組件的建模方法包括如下步驟：步驟1：檢測待測試驗件的各項參數；步驟2：通過所述步驟1中的各項參數，建立待測試驗件的二維模型，將所述待測試驗件劃分成任意多個節點；步驟3：為所述步驟1中的待測試驗件施加載荷；步驟4：選取所述步驟2中的節點，所述節點至少包括所述待測試驗件的兩端的節點以及沿其軸向方向的受到載荷處的節點；步驟5：為所述步驟4中的待測試驗件的兩端或其中一端的節點施加約束，所述約束用于約束所述待測試驗件的受到所述約束時相應的節點的平動自由度；步驟6：在所述步驟2中的二維平面內建立扭力桿的二維模型，其中，所述扭力桿的二維模型的一端為所述步驟5中的受到所述約束的節點，且所述扭力桿的二維模型的軸向方向垂直于所述待測試驗件的軸向方向與所述載荷的方向所形成的平面；步驟7：為所述待測試驗件施加約束，限制所述待測試驗件沿其自身軸向轉動；步驟8：為所述步驟6中的扭力桿的二維模型遠離所述待測試驗件的一端施加6個方向自由度的約束。

優選地，所述步驟1中的待測試驗件的各項參數包括：所述待測試驗件的長度參數、扭轉剛度參數、直徑參數、彈性模量參數以及所述待測試驗件的泊松比。

優選地，所述步驟6包括如下步驟：步驟61：賦予所述扭力桿的二維模型參數數據，使所述扭力桿的二維模型的扭轉剛度等于所述步驟2中的待測試驗件的扭轉剛度；步驟62：通過公式計算所述扭力桿的直徑。

優選地，所述步驟61中的扭力桿的二維模型參數數據包括：扭力桿長度t、扭力桿的橫截面最大慣性矩I_ρ以及扭力桿的材料剪切彈性模量G。

優選地，所述步驟61中的扭力桿長度t以及所述扭力桿的橫截面最大慣性矩I_ρ應滿足如下公式：

其中，G為扭力桿的材料剪切彈性模量；K_M為扭轉剛度，其等于待測試驗件的扭轉剛度K_T。

優選地，所述扭力桿的直徑采用如下公式進行計算：