[發明專利]圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建方法及其裝置

有效

• 申請號: 202110348458.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113158516B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉志民;王振亞;秦強;趙旭升;王劉偉
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F30/15;B64F5/60;G01N3/04;G01N3/08
• 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: 郭鵬鵬

1.一種圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建方法，其特征在于，包括：

參數配置步驟：配置圓筒結構強度試驗件的下圓環內半徑AB、約束帶內半徑AC、約束帶外半徑AD、下圓環半徑AE、下圓環外半徑AF、高度AG、上圓環內半徑GH、上圓環外半徑GI、螺栓配孔中心半徑GJ、載荷加載點高度GP、螺栓配孔半徑r，螺栓配孔數量n；

參數點生成步驟：在直角坐標系中生成A、B、C、E、F、G、H、I、P、J點；

試驗件構建步驟：線段BC、CD、DE、EF、HI、EH繞線段AG旋轉N次，每次旋轉θ角度，生成相應的面，其中，θ=360/N，N=n；

在線段HI每次旋轉生成的面上，以J點對應位置為圓心、r為半徑生成相應的螺栓配孔；

在線段EF、HI每次旋轉所在面上構建加筋面；

試驗件夾具有限元模型構建步驟：在各個螺栓配孔的邊界進行一維有限元節點劃分，劃分的各個點與P點間建立多點約束；

在P點施加載荷，在線段CD旋轉生成的面上建立固支約束；

刪除一維有限元節點，進行二維有限元網格劃分，合并重合點，構建得到圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型。

2.根據權利要求1所述的圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建方法，其特征在于，

所述參數點生成步驟中，在直角坐標系中生成A、B、C、E、F、G、H、I、P、J點，具體為：

在原點上生成A點；

在x軸上生成B、C、E、F點；

在y軸上生成G、P點；

在x軸、y軸所在的平面上生成H、I點；

在垂直于x軸、y軸所在平面的平面上生成J點。

3.根據權利要求1所述的圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建方法，其特征在于，

所述試驗件構建步驟中，在線段HI每次旋轉生成的面上，以J點對應位置為圓心、r為半徑生成相應的螺栓配孔，具體為：

在線段HI每次旋轉生成的面上，以J點對應位置為圓心、r為半徑，通過布爾減運算生成相應的螺栓配孔。

4.根據權利要求1所述的圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建方法，其特征在于，基于PATRAN平臺實施。

5.一種圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建裝置，其特征在于，包括：

參數配置模塊，用以配置圓筒結構強度試驗件的下圓環內半徑AB、約束帶內半徑AC、約束帶外半徑AD、下圓環半徑AE、下圓環外半徑AF、高度AG、上圓環內半徑GH、上圓環外半徑GI、螺栓配孔中心半徑GJ、載荷加載點高度GP、螺栓配孔半徑r，螺栓配孔數量n；

參數點生成模塊，在直角坐標系中生成A、B、C、E、F、G、H、I、P、J點；

試驗件構建模塊，使線段BC、CD、DE、EF、HI、EH繞線段AG旋轉N次，每次旋轉θ角度，生成相應的面，其中，θ=360/N，N=n；

在線段HI每次旋轉生成的面上，以J點對應位置為圓心、r為半徑生成相應的螺栓配孔；

在線段EF、HI每次旋轉所在面上構建加筋面；

試驗件夾具有限元模型構建模塊，在各個螺栓配孔的邊界進行一維有限元節點劃分，劃分的各個點與P點間建立多點約束；

在P點施加載荷，在線段CD旋轉生成的面上建立固支約束；

刪除一維有限元節點，進行二維有限元網格劃分，合并重合點，構建得到圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型。

6.根據權利要求5所述的圓筒形結構強度試驗件夾具有限元模型構建裝置，其特征在于，

所述參數點生成模塊中，在直角坐標系中生成A、B、C、E、F、G、H、I、P、J點，具體為：

在原點上生成A點；

在x軸上生成B、C、E、F點；

在y軸上生成G、P點；

在x軸、y軸所在的平面上生成H、I點；

在垂直于x軸、y軸所在平面的平面上生成J點。