[發明專利]一種生成一般化螺紋精密有限元模型的方法

在審

• 申請號: 202210654540.6
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115048836A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 朱旻昊;王赫;劉學通;劉建華;彭金方
• 申請（專利權）人: 成都德源睿新科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 楊木梅

1.一種生成一般化螺紋精密有限元模型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取螺栓的基本物理參數和有限元網格節點數據，并將有限元網格節點數據的笛卡爾坐標轉換至柱坐標，其中，有限元網格節點數據包括螺紋有限元網格節點和螺母有限元網格節點；

S2：根據螺栓的基本物理參數判斷是否生成外螺紋輪廓，若是則進入步驟S3，否則進入步驟S4；

S3：對螺紋有限元網格節點進行輪廓偏移操作，并進入步驟S4；

S4：根據螺栓的基本物理參數判斷是否生成內螺紋輪廓，若是則進入步驟S5，否則進入步驟S6；

S5：對螺母有限元網格節點進行輪廓偏移操作，并進入步驟S6；

S6：將有限元網格節點數據的柱坐標轉換至笛卡爾坐標，將進行輪廓偏移操作后的有限元網格節點數據替換原始有限元網格節點數據，得到一般化螺紋精密有限元模型。

2.根據權利要求1所述的生成一般化螺紋精密有限元模型的方法，其特征在于，所述步驟S1中，螺栓的基本物理參數包括螺栓物理參量、輪廓分段點和螺栓有限元網格節點信息；其中，螺栓物理參量包括公稱直徑d、螺紋截距P、螺距等分數N_P、密集網格層數n_m、螺紋旋向、牙型角α、頂部切削量h_top、底部切削量h_root、螺紋原始三角形高度H、計算直徑d₃、外螺紋的牙底半徑ρ_b、內螺紋公稱直徑D、內螺紋中徑D₂和內螺紋牙底半徑ρ_n；有限元網格節點信息包括螺栓頭、螺栓桿、螺母、是否生成外螺紋和是否生成內螺紋；輪廓分段點包括第一輪廓分段點θ₁、第二輪廓分段點θ₂、第三輪廓分段點θ₃和第四輪廓分段點θ₄。

3.根據權利要求2所述的生成一般化螺紋精密有限元模型的方法，其特征在于，所述第一輪廓分段點θ₁、第二輪廓分段點θ₂、第三輪廓分段點θ₃和第四輪廓分段點θ₄的計算公式分別為：

其中，h_root表示底部切削量，α表示牙型角，h_top表示頂部切削量，H表示螺紋原始三角形高度。

4.根據權利要求1所述的生成一般化螺紋精密有限元模型的方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下子步驟：

S31：獲取螺紋有限元網格節點的柱坐標，并將柱坐標的r軸坐標值在到內的螺紋有限元網格節點作為多層密集網格節點，其中，n_m表示密集網格層數，d表示公稱直徑，h_m表示密集網格層高，N_P表示螺距等分數，P表示螺紋截距；

S32：對多層密集網格節點的最外層節點進行輪廓偏移操作，并對最外層節點與最內層節點之間的多層密集網格節點進行位置均布操作；

S33：將進行位置均布操作后柱坐標的z軸坐標值在(n_p-1)×P到n_p×P內的多層密集網格節點作為螺尾密集網格節點，其中，n_p表示繪制螺距數；

S34：設定偏移系數，利用偏移系數對螺尾密集網格節點的最外層節點進行輪廓偏移操作，以使螺尾密集網格節點的偏移量為0，并對最外層節點與最內層節點之間的螺尾密集網格節點進行位置均布操作。