[發明專利]一種螺栓實體網格建模與加載方法

有效

• 申請號: 202111140251.6
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113886984B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 劉艷玲;康一坡;朱學武;李俊樓;閆博;張尤龍
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 郭佳寧

本發明屬于螺栓網格建模技術領域，具體涉及一種螺栓實體網格建模與加載方法；采用四面體網格劃分螺栓有限元模型，創建約束點?變速器殼體部分節點的rigid連接單元，并施加約束；應用TCL語言自動區分螺栓型號并施加螺栓預緊力：按實際工況載荷在變速器殼體總成上的相應加載點處施加載荷；通過Hypermesh軟件導出步驟一至步驟四的計算文件，用于變速器殼體總成的仿真分析；本發明通過一個螺栓模型快速復制得到所有同族螺栓的有限元模型,并且一鍵施加螺栓預緊力；比當前公開的螺栓建模方法以及螺栓預緊力加載方法更具先進性以及不可替代性。

技術領域

本發明屬于螺栓網格建模技術領域，具體涉及一種螺栓實體網格建模與加載方法。

背景技術

目前，各研發中心在對殼體總成類零部件進行分析時，已經陸續開始對螺栓進行實體網格建模。工程中在對變速器殼體密封壓力進行有限元分析時，需要建立變速器殼體連接螺栓的真實3D網格模型，并施加精確的螺栓預緊力。一般一個變速器殼體總成的連接螺栓個數為(20-40)個。通用的施加螺栓預緊力的方法是手動建立螺栓網格模型、手動施加螺栓預緊力。如現有技術中描述的一種實體螺栓網格的建模方法：采用五面體網格和六面體網格進行劃分，得到一個螺栓的有限元模型，提到根據螺栓等級和直徑計算螺栓預緊力，并手動施加載荷，手動建立載荷作用面、作用點并手動將其關聯起來，其操作過程繁瑣重復、耗費大量時間而且容易出錯。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供一種螺栓實體網格建模與加載方法，本發明采用四面體網格劃分螺栓有限元模型，通過一個螺栓模型快速復制得到所有同族螺栓的有限元模型,并且一鍵施加螺栓預緊力；比當前公開的螺栓建模方法以及螺栓預緊力加載方法更具先進性以及不可替代性。

一種螺栓實體網格建模與加載方法，包括如下步驟：

步驟一，在Hypermesh軟件中建立變速器殼體總成、變速器殼體總成上所使用的齒輪軸和軸承的有限元模型，再采用TCL語言創建變速器殼體總成上所使用的全部螺栓的有限元模型；

步驟二，創建約束點-變速器殼體部分節點的rigid連接單元，并施加約束；

步驟三，應用TCL語言自動區分螺栓型號并施加螺栓預緊力：

一，應用TCL語言自動創建螺栓預緊力加載點；

二，應用TCL語言自動施加螺栓預緊力；

三，應用TCL語言自動創建螺栓預緊面；

四，應用TCL語言自動關聯螺栓預緊力加載點、預緊面以及螺栓預緊力加載點處施加的預緊力；

五，應用TCL語言自動創建螺栓預緊載荷步；

步驟四，在Hypermesh軟件中施加變速器殼體總成密封壓力計算載荷：按實際工況載荷在變速器殼體總成上的相應加載點處施加載荷；

步驟五，通過Hypermesh軟件導出步驟一至步驟四的計算文件，用于變速器殼體總成的仿真分析。

所述步驟一的具體過程如下：

一，向Hypermesh軟件中輸入變速器殼體總成的幾何模型，并建立其有限元模型；

二，向Hypermesh軟件中輸入變速器殼體總成上所使用的全部螺栓的幾何模型，首先建立某一個螺栓的有限元模型，再應用TCL語言創建與該螺栓同組類的全部螺栓的有限元模型，其他組類螺栓的有限元模型據此重復進行創建，進而創建出全部螺栓的有限元模型；

三，向Hypermesh軟件中輸入變速器殼體總成上所使用的齒輪軸和軸承的幾何模型，并建立齒輪軸和軸承的有限元模型；

四，定義零件材料屬性：