[發明專利]一種系留浮空器的頭錐的設計方法

在審

• 申請號: 201810059549.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110069792A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 東莞前沿技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

1.一種系留浮空器的頭錐的設計方法，其特征在于，包括：

步驟S1，獲取所述頭錐的一組設計參數，其中，所述設計參數包括頭錐的幾何尺寸信息；

步驟S2，根據所述頭錐的幾何尺寸信息，分別構建骨架模型和連接裝置模型，并將所述骨架模型和所述連接裝置模型進行裝配，得到初始頭錐模型；

步驟S3，對所述初始頭錐模型進行離散處理，以得到離散化的頭錐模型，并且在所述離散化的頭錐模型的基礎上，將所述骨架模型和所述連接裝置模型的接頭處進行耦合約束，以得到頭錐模型；

步驟S4，定義載荷條件和邊界條件，以及根據所述載荷條件和所述邊界條件，對所述頭錐模型進行應力分析，并將應力分析結果進行保存；

步驟S5，自動重復執行所述步驟S1至所述步驟S4，以得到多組不同的設計參數所對應的多個頭錐模型的應力分析結果，以及根據已知的判定條件和多組所述應力分析結果，選取最優的一組設計參數。

2.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于，根據所述頭錐的幾何尺寸信息，構建骨架模型包括：

步驟21，根據所述幾何尺寸信息中的多個元素，構建參數化模型；

步驟22，根據所述參數化模型和所述幾何尺寸信息，分別確定所述骨架模型中的底環的半徑信息、所述骨架模型中的輻條數目信息和輻條高度信息、和所述接頭處的頂環的半徑信息；

步驟S23，根據所述底環的半徑信息、所述輻條數目信息、所述輻條高度信息和所述頂環的半徑信息，構建所述骨架模型，其中，所述骨架模型包括：底環、頂環、和設置在所述底環和所述頂環之間的多根輻條。

3.根據權利要求2所述的設計方法，其特征在于，所述幾何尺寸信息中的多個元素至少包括：所述輻條的內壁厚度信息、所述底環的內壁厚度信息、所述輻條的環截面的外半徑信息、所述底環的環截面的外半徑信息、所述底環的半徑信息、所述輻條的傾斜角信息、所述輻條的數目信息。

4.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于，根據所述頭錐的幾何尺寸信息，構建所述連接裝置模型包括：

步驟S41，設置所述連接裝置模型中的法蘭的第一幾何尺寸信息，并根據所述第一幾何尺寸信息，構建所述連接裝置模型中的法蘭模型；

步驟S42，設置所述連接裝置模型中的連接頭的第二幾何尺寸信息，并根據所述第二幾何尺寸信息，構建所述連接裝置模型中的連接頭模型；

步驟S43，將所述法蘭模型和所述連接頭模型的重疊部分刪除，從而所述法蘭模型和所述連接頭模型構成所述連接裝置模型。

5.根據權利要求4所述的設計方法，其特征在于，所述第一幾何尺寸信息包括：法蘭底部圓柱尺寸信息、法蘭頂部圓柱尺寸信息。

6.根據權利要求4所述的設計方法，其特征在于，所述第二尺寸信息包括：連接頭底部尺寸信息、連接頭頂部尺寸信息。

7.根據權利要求1所述的設計方法，其特征在于，根據所述頭錐的材料屬性，對所述初始頭錐模型進行離散處理，以得到離散化的頭錐模型包括：

獲取材料屬性信息；

對所述骨架模型和所述連接裝置模型進行網格劃分，以使所述骨架模型和所述連接裝置模型劃分為多個單元，并根據所述材料屬性信息，定義所述骨架模型和所述連接裝置模型中的每個單元的尺寸。

8.根據權利要求7所述的設計方法，其特征在于，所述材料屬性信息至少包括：彈性模量信息、泊松比信息、密度信息、單元類型信息。

9.根據權利要求2所述的設計方法，其特征在于，將所述骨架模型和所述連接裝置模型的接頭處進行耦合約束包括：

確定相鄰的兩個所述輻條的延長線之間的夾角；

根據所述夾角和所述輻條的數目信息，旋轉所述頭錐模型，并將所述夾角作為每次旋轉的角度，且將所述輻條數目信息對應地數目作為旋轉次數，從而在每次旋轉所述后，將所述輻條和所述連接裝置模型的接觸點附近的節點進行耦合約束。