[發(fā)明專利]一種表征螺紋面局部滑移行為的模擬方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010014224.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111241671B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞏浩;劉檢華;張忠偉;丁曉宇;劉少麗;夏煥雄
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

本發(fā)明提供了一種表征螺紋面局部滑移行為的模擬方法和裝置，涉及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：對螺紋面進(jìn)行預(yù)處理并確定分析受力方向；根據(jù)所述螺紋面沿徑向方向的區(qū)域創(chuàng)建基本單元模型，根據(jù)所述螺紋面沿螺旋方向的區(qū)域創(chuàng)建串聯(lián)系統(tǒng)模型；在所述基本單元模型施加壓力，并通過離散分析得到所述基本單元模型的受力數(shù)據(jù)，在所述串聯(lián)系統(tǒng)模型施加壓力，并通過離散分析得到所述串聯(lián)系統(tǒng)模型的受力數(shù)據(jù)；根據(jù)所述基本單元模型的受力數(shù)據(jù)和所述串聯(lián)系統(tǒng)模型的受力數(shù)據(jù)，演化螺紋面局部的滑移行為。本發(fā)明實施例通過構(gòu)建模型，且對模型進(jìn)行改進(jìn)以實現(xiàn)表征螺紋面局部滑移行為，避免了現(xiàn)有技術(shù)無法準(zhǔn)確描述螺紋面的復(fù)雜力學(xué)行為的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種表征螺紋面局部滑移行為的模擬方法和裝置。

背景技術(shù)

螺紋連接是機(jī)械、建筑、交通、航空、航天、船舶、家具等領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的連接方式之一，它可以產(chǎn)生很大的連接力，便于重復(fù)拆裝，易于大批量生產(chǎn)，造價低廉。振動條件下螺紋連接很容易產(chǎn)生松動，松動將降低螺紋的連接性能，誘發(fā)疲勞斷裂，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。當(dāng)前的研究結(jié)果已經(jīng)表明振動條件下螺紋面的局部滑移累積是導(dǎo)致螺紋連接松動的根本原因，然而由于螺紋面形狀的復(fù)雜性，很難對螺紋面的復(fù)雜力學(xué)行為進(jìn)行準(zhǔn)確描述，導(dǎo)致當(dāng)前沒有能夠表征螺紋面局部滑移累積行為的理論方法和裝置進(jìn)行構(gòu)建模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種表征螺紋面局部滑移行為的模擬方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法準(zhǔn)確描述螺紋面的復(fù)雜力學(xué)行為的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供了一種表征螺紋面局部滑移行為的模擬方法，包括：

對螺紋面進(jìn)行預(yù)處理并確定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和徑向方向；

根據(jù)所述螺紋面沿徑向方向的區(qū)域創(chuàng)建基本單元模型，根據(jù)所述螺紋面沿螺旋方向的區(qū)域創(chuàng)建串聯(lián)系統(tǒng)模型，其中，所述基本單元模型由多個彈簧、多個滑塊、第一邊界條件和第二邊界條件連接組成，所述串聯(lián)系統(tǒng)模型由多個彈簧、多個滑塊以及第三邊界條件連接組成；

在所述基本單元模型施加壓力，并通過離散分析得到所述基本單元模型的受力數(shù)據(jù)，在所述串聯(lián)系統(tǒng)模型施加壓力，并通過離散分析得到所述串聯(lián)系統(tǒng)模型的受力數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述基本單元模型的受力數(shù)據(jù)和所述串聯(lián)系統(tǒng)模型的受力數(shù)據(jù)，演化螺紋面局部的滑移行為。

進(jìn)一步地，對螺紋面進(jìn)行預(yù)處理并確定分析受力方向，包括：

對螺紋面進(jìn)行三維處理，確定x軸，y軸和z軸，其中所述x軸為螺旋方向，所述y軸為徑向方向。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述螺紋面沿徑向方向的區(qū)域創(chuàng)建基本單元模型，包括：

選取第一預(yù)設(shè)平面并確定所述第一預(yù)設(shè)平面的x1軸方向和y1軸方向；

在所述第一預(yù)設(shè)平面的y1軸方向放置多個滑塊，其中，所述多個滑塊位于同一垂直軸線，且在每兩個滑塊之間用相同的第一內(nèi)部彈簧進(jìn)行連接；

在x1軸方向上將每個滑塊分別與所述第一預(yù)設(shè)平面外部的第一預(yù)設(shè)長桿分別通過多個第一外部彈簧進(jìn)行連接，其中，多個第一外部彈簧互相平行；

在y1軸方向上所述第一預(yù)設(shè)平面兩端的滑塊分別與所述第一邊界條件和所述第二邊界條件進(jìn)行連接。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述螺紋面沿螺旋方向的區(qū)域創(chuàng)建串聯(lián)系統(tǒng)模型，包括：

選取第二預(yù)設(shè)平面并確定所述第二預(yù)設(shè)平面的x2軸方向和y2軸方向；

在所述第二預(yù)設(shè)平面的x2軸方向放置多個滑塊，其中，所述多個滑塊位于同一水平軸線，且在每兩個滑塊之間用相同的水平彈簧進(jìn)行連接；