[發明專利]一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法

有效

• 申請號: 202310093103.6
• 申請日: 2023-02-10
• 公開（公告）號: CN115774914B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 蘭冰;曾勝長;魏劍
• 申請（專利權）人: 四川藍海智能裝備制造有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華

1.一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，包括：

搭建三維臂架模型，并對所述三維臂架模型進行特征處理；

對特征處理后的三維臂架模型進行網格劃分，并施加邊界條件，得到臂架有限元模型；

采用法向拉格朗日法對臂架有限元模型中的臂架與滑塊接觸點增加額外的壓力自由度，控制臂架與滑塊接觸面的穿透；

基于臂架系統的運動狀態，對所述臂架有限元模型進行順序動作驅動設置；

利用有限元求解器對所述臂架有限元模型進行求解計算，得到臂架系統的分析結果，具體的，得到一個隨著臂架系統滾動，實時顯示各臂架系統部件應力的動態云圖。

2.根據權利要求1所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述對所述三維臂架模型進行特征處理，包括：

將所述三維臂架模型中不影響計算的小特征進行刪除處理，包括但不限于刪掉不影響計算的零件、處理剖口，去掉非關鍵位置的小孔和槽，用圓孔代替螺紋孔，用直角代替圓角及倒角；

對不需要進行受力分析的部件劃分為剛性，對需要進行受力分析的部件劃分為柔性，其中，劃分為剛性的部件，不需要劃分有限元網格。

3.根據權利要求1所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述搭建三維臂架模型，并對所述三維臂架模型進行特征處理之后，還包括：

對特征處理后的三維臂架模型進行模型分組，包括臂架支座組、基本臂組、二節臂組、三節臂組、前端工作裝置組和油缸組。

4.根據權利要求1所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述對特征處理后的三維臂架模型進行網格劃分，并施加邊界條件，得到臂架有限元模型，包括：

對特征處理后的三維臂架模型進行風險區域預估，

對所述三維臂架模型進行網格劃分，并將預估為風險區域的區域網格進行網格加密處理；

對所述三維臂架模型施加邊界條件，得到臂架有限元模型。

5.根據權利要求4所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述對所述三維臂架模型施加邊界條件，包括：

基本臂和二節臂間通過油缸進行鉸接，且基本臂頭部滑塊與二節臂臂筒進行摩擦接觸，二節臂尾部滑塊與基本臂臂筒進行摩擦接觸，二節臂和三節臂間通過油缸進行鉸接，且二節臂頭部滑塊與三節臂臂筒進行摩擦接觸，三節臂尾部滑塊與二節臂臂筒進行摩擦接觸；

對臂架系統其余部件均通過鉸接進行連接；

給定臂架系統自重和負載，將臂架支座固定。

6.根據權利要求3所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述基于臂架系統的運動狀態，對所述臂架有限元模型進行順序動作驅動設置，包括：

基于臂架系統的運動狀態，確定油缸組中每一個油缸的運動狀態；

根據所述每一個油缸的運動狀態，進行順序動作驅動設置；

其中，所述油缸的運動狀態包括油缸的運動情況和運動先后順序。

7.根據權利要求1所述的一種基于瞬態動力學的臂架系統有限元分析方法，其特征在于，所述利用有限元求解器對所述臂架有限元模型進行求解計算，得到臂架系統的分析結果之后，還包括：

對分析結果不符合要求的位置，進行局部設計修改和結構優化。