[發明專利]多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法

在審

• 申請號: 202111207879.3
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113987868A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 葛琪;鄧嬌;黃友劍;劉文松;程海濤
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06T17/20
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

1.一種多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：首先對多層薄壁橡膠金屬復合回轉體進行二維網格剖分操作；完成二維軸對稱截面的網格剖分后，進行軸向或扭轉載荷仿真分析計算；軸向或扭轉載荷仿真分析完成后，將二維軸對稱網格轉變生成三維網格，且同時將二維軸對稱模型的應力應變結果也同步映射在新生成的三維網格上，作為偏轉或徑向載荷工況仿真分析的初始應力應變；再繼續進行軸向或扭轉預載后偏轉或徑向載荷工況下三維模型仿真分析，最終完成了軸向、徑向、扭轉和偏轉多載荷工況仿真分析計算。

2.如權利要求1所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的進行二維網格剖分操作是首先從多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構中抽取一個二維軸對稱截面，再用此截面進行二維網格剖分操作；所述的進行二維網格剖分操作是抽取二維軸對稱截面之后，在此截面上進行基于橡膠大變形仿真分析所需的網格剖分。

3.如權利要求2所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的網格剖分采用有限元網格剖分方法，在采用有限元法進行結構分析時，首先必須對結構進行離散，形成有限元網格，并給出與此網格相應的各種信息。

4.如權利要求3所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的各種信息包括單元信息、節點坐標、材料信息、約束信息和載荷信息；所述載荷信息包括偏轉載荷、徑向、軸向載荷或扭轉載荷信息。

5.如權利要求3所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的對結構進行離散是對邊界曲線進行離散化，即按照密度控制函數的要求在邊界上布點；所述的形成有限元網格是在目標區域內生成單元，針對具體情況生成單元和節點，分為邊界單元剖分和內部單元剖分；并利用各種信息對最終生成的網格單元進行優化處理。

6.如權利要求1所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的進行軸向或扭轉載荷仿真分析計算是完成二維軸對稱截面的網格剖分后，繼續設置材料屬性、邊界條件等常規仿真分析前處理工作，施加適合于二維軸對稱截面模型的軸向或扭轉載荷，對二維軸對稱截面模型進行基于軸向或扭轉載荷的進行仿真分析。

7.如權利要求6所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的對二維軸對稱截面模型進行基于軸向或扭轉載荷的進行仿真分析時將判斷徑向或偏轉載荷是否有軸向預載，并根據是否有軸向預載進行不同的三維模型仿真分析。

8.如權利要求1所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的進行軸向或扭轉預載后偏轉或徑向載荷工況下三維模型仿真分析是軸向或扭轉載荷仿真分析完成后，存在軸向預載；將二維軸對稱網格旋轉180度或者360度生成三維網格，且同時將二維軸對稱模型的應力應變結果也同步旋轉180度或360度映射在新生成的180度或360度三維網格上，作為偏轉或徑向載荷工況仿真分析的初始應力應變，

繼續進行軸向或扭轉預載后的偏轉或徑向載荷工況下的180度或360度三維模型的仿真分析，最終完成了軸向、徑向、扭轉和偏轉多載荷工況仿真分析計算。

9.如權利要求4所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的進行軸向或扭轉預載后偏轉或徑向載荷工況下三維模型仿真分析是軸向或扭轉載荷仿真分析完成后，沒有軸向預載；將二維軸對稱截面模型進行180度或者360度旋轉，生成三維網格后再進行基于徑向或者偏轉載荷工況的仿真分析。

10.如權利要求1所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，其特征在于：所述的多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構的仿真分析方法，包括以下步驟：

步驟1：對多層薄壁橡膠金屬復合回轉體待剖分網格的進行二維軸對稱分析，選定二維軸對稱截面；

步驟2：從多層薄壁橡膠金屬復合回轉體結構中抽取一個二維軸對稱截面，用以在此截面進行二維網格剖分操作；并在此截面上進行基于橡膠大變形仿真分析所需的網格剖分；在二維軸對稱截面上生成有利于橡膠大變形的二維網格；

步驟3：完成二維軸對稱截面的網格剖分后，繼續設置材料屬性、邊界條件等常規仿真分析前處理工作；

步驟4：對二維軸對稱截面模型進行基于軸向或扭轉載荷的仿真分析；施加適合于二維軸對稱截面模型的軸向或扭轉載荷，再進行軸向或扭轉載荷下的仿真分析計算；

步驟5：軸向或扭轉載荷下的仿真分析完成后，將二維軸對稱網格旋轉180度或者360度生成三維網格，且同時將二維軸對稱模型的應力應變結果也同步旋轉180度或者360度映射在新生成的180度或者360度三維網格上，作為偏轉載荷工況仿真分析的初始應力應變；

步驟6：繼續進行新生成的180度三維網格的偏轉載荷工況下的180度或者360度三維模型的仿真分析；

步驟7：最終完成了軸向或扭轉，以及偏轉多載荷工況仿真分析計算。