[發明專利]復合材料回轉件設計方法有效
| 申請號： | 201711469655.3 | 申請日： | 2017-12-21 |
| 公開（公告）號： | CN108595724B | 公開（公告）日： | 2022-01-14 |
| 發明（設計）人： | 劉長喜 | 申請（專利權）人： | 劉長喜 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F119/14 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150080 黑龍江省哈爾濱市道外區*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 復合材料 回轉 設計 方法 | ||
1.一種復合材料回轉件設計方法，其特征是：所述的設計方法通過以下步驟實現：
步驟一、根據復合材料回轉件所需達到的技術參數進行初步鋪層形式設計，并在建模軟件中依照初步鋪層形式設計建立模型；并對已完成鋪層形式設計的回轉件的最大切應力、臨界扭轉力、臨界轉速這三個值進行公式校核；
步驟二、使用建模軟件建立復合材料回轉件的初步幾何模型，并保存為通用格式的模型；
步驟三、根據初步幾何模型在Abaqus/CAE分析軟件中導入通用格式的模型，且將幾何模型分割為兩部分，便于后續網格的劃分及分析；
步驟四、在Abaqus/CAE分析軟件中的模型屬性中建立自定義的圓柱坐標系，同時在旋轉軸上建立參考點；
步驟五、在Abaqus/CAE分析軟件中的模型屬性中對導入的通用格式模型的復合材料層的屬性、區域、方向參數進行設置；
步驟六、在Abaqus/CAE分析軟件中的相互作用屬性中建立耦合約束與集束約束，并與參考點關聯；
步驟七、在Abaqus/CAE分析軟件中的邊界條件屬性中建立施加力的條件參數并設定邊界條件；
步驟八、在Abaqus/CAE分析軟件中的網格屬性中利用單元格進行網格劃分，設置實例布種數值，同時創建作業文件進行求解；
步驟九、將Abaqus/CAE分析軟件所求解出的可視化結果與初步設計預期結果進行比較；
若誤差大于預期值的10～15％則返回步驟一，重新進行初步設計的優化；
若誤差小于預期值的10～15％則輸出文件及模型屬性，完成最終設計結果；
步驟一所述的根據復合材料回轉件所需達到的技術參數進行初步鋪層形式設計的過程中，鋪層形式設計為對稱鋪層；
步驟一所述的對已完成鋪層形式設計的回轉件的最大切應力、臨界扭轉力、臨界轉速這三個值進行公式校核的過程中，
所述的最大切應力的表達式為：式中，τxy表示最大切應力，T表示扭矩，r表示回轉件內徑，t表示單層復合材料層厚；
所述的臨界扭轉力的表達式為：式中，Tcr表示臨界扭轉力，L表示回轉件長度，Ex表示回轉件徑向壓縮彈性模量，Ey表示回轉件軸向壓縮彈性模量，t表示單層復合材料層厚，D表示回轉件外徑；
所述的臨界轉速的表達式為：式中，n表示臨界轉速，f表示共振頻率，r表示回轉件內徑，L表示回轉件長度，Ez表示綜合壓縮彈性模量，ρ表示密度；
步驟五所述的屬性為復合材料單層板屬性，所述區域為扇形區域，所述方向為纖維方向。
2.根據權利要求1所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟二所述的建模軟件為SOLIDWORKS建模軟件。
3.根據權利要求2所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟二所述的通用格式為利用SOLIDWORKS建模軟件輸出的STEPAP203格式的文件。
4.根據權利要求3所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟四所述的參考點的個數為兩個，分布位置為模型軸心線上。
5.根據權利要求4所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟六所述耦合約束為將空心圓柱體端面上小徑、大徑的點集合耦合約束于兩個參考點中的一個點。
6.根據權利要求5所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟六所述的集束約束為固定邊界約束。
7.根據權利要求1所述的復合材料回轉件設計方法，其特征在于：步驟八所述的設置實例布種數值的值為8～12。
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