[發明專利]一種金屬網套的三維建模方法及其等效模型建模方法

有效

• 申請號: 202110563352.8
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113297762B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 陳崇昆;黃大成;薛雄建;趙繼方;劉艷;王昭君
• 申請（專利權）人: 航天晨光股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/00;G06F119/14
• 代理公司: 北京立成智業專利代理事務所(普通合伙) 11310
• 代理人: 奚益民

1.一種金屬網套的三維建模方法，其特征是包括以下步驟：

1)考慮金屬網套中金屬絲交疊編織的情況，建立金屬網套金屬絲的運動軌跡方程，金屬網套金屬絲的運動軌跡方程為：

式中，r₀為金屬網套半徑，θ為旋轉角度，即單根絲與水平方向的夾角，p為單根絲螺旋線的螺距，N為金屬絲在編織中的起伏次數，h為起伏高度；

2)對運動軌跡曲線進行掃描，得到單根絲的螺旋線；

3)對單根絲以設定角度進行圓周陣列,得到一股鋼絲；

4)以一股鋼絲為單位再進行等距的圓周陣列,得到完整的金屬網套。

2.一種金屬網套的等效建模方法，其特征是對權利要求1所述建模方法得到的金屬網套三維模型建立有限元分析等效模型，將金屬絲股看成梁來進行受力分析，取金屬網套中單絲來分析軸向剛度，將多絲受力和單股受力等效，使金屬絲股等效為一根絲，得到金屬網套的受力等效模型，用于有限元分析。

3.根據權利要求2所述的一種金屬網套的等效建模方法，其特征是基于軸向剛度，作用在一股金屬絲股上的力F_axis分解為垂直于絲方向的F_n和沿著絲方向的F_t，在彈性范圍內，金屬絲股的軸向位移分別由法向位移w_n和切向位移ΔS組成，在力F_axis作用下，金屬絲股的整體軸向位移為ΔP，

根據金屬絲股的受力分析原理進行多絲受力分析，所述金屬網套三維模型的多絲受力中，絲和絲之間相互獨立，不產生接觸，則在受到力作用時，每根絲移動位移相同，設共有m根絲，那么每根絲上受到的力為得到單絲受力的位移參數：

法相位移：其中

切向位移：其中

總位移：

其中，S是單絲初始長度，P是螺距，E是彈性模量，d＇是單絲直徑，I＇是單絲的截面慣性矩，ε_t’是應變量，即受力后的形變量與原來長度的比值；

將多絲等效為金屬絲股，得到金屬網套的受力等效模型：將金屬絲股的軸向受力模型作為等效后的模型，多絲軸向分析模型為等效前的模型，令等效后的模型和等效前的模型具有相同的軸向剛度，則在受到相同的軸向力F_axis作用的情況下，等效前后模型產生的位移相同，即：

ΔP＝ΔP′

求解得到等效直徑d：

α為模型未受到軸向力F_axis時的編織角；求得d后，使得一股絲等效為力學性能相同的一根絲，從而用于后續有限元計算。