[发明专利]一种工装刚度分析方法

说明书

技术领域

本发明属于航空装配工艺领域，具体涉及到一种工装刚度分析方法。

背景技术

目前，工装设计阶段主要依据以往的经验来确定工装刚度是否满足使用要求，如果工装制造出来后，发现刚度不足造成的变形影响使用，再通过返修的方式对工装进行加强处理，这样就造成了时间和成本上的大量浪费，尤其是在已经进行装配的飞机上使用的大型钻孔类工装，这类工装有很高的减重要求，很容易因为结构，材料，使用方式的选用不合理等造成刚度不足。最好能够在工装的设计阶段就对这些内容进行分析，通过模拟计算选出较为合理的设计方案，但是这类大型工装结构一般很复杂，并有很多附加结构，因此会给建模带来很多困难，例如简化处理不好会降低计算效率，甚至导致计算溢出停止，划分的网格质量不好会影响计算的精度，对工装模型抽象不合理就无法表征工装的实际情况等。

发明内容

发明目的：提供一种易于操作的流程化工装刚度仿真分析方法，在工装设计阶段，就对工装刚度进行定性或定量分析，分析结果可以作为指导结构改进的依据，使得工装投产前就可以校核出其刚度是否能满足使用要求。

技术方案：一种工装刚度分析方法，基于CATIA的工程分析模块，包括以下步骤：

步骤一、可行性建模：

1.1去除工装上非必要的部件，然后将去除部件留下的各个孔位堵死，在不影响工装整体刚度的部位增加形状规则的配重，以减小网格划分的复杂程度；

1.2同一组件中可以合并的零件进行一体化处理；影响刚度的关键部分根据实际情况抽象出对应的装配约束；

1.3另存为.stp格式，减少多余的几何特征；

1.4根据工装的实际使用情况加载工装的边界条件和载荷条件及材料；

1.5多工装进行网格划分：采用非线性网格划分工装，网格单元大小为30mm～10mm之间；

步骤二、使用步骤一得到的模型使用CATIA的工装分析模块对工装进行刚度分析，分析输出的变形量找出工装刚度薄弱的部分；

步骤三、依据变形量分析结果对原有的模型进行修改；

步骤四、重复步骤二和步骤三，直至工装变形量在允许变形的误差范围之内。

有益效果：本发明保留分析的主要对象，将辅助部件及其对应的孔位和凹槽等去除，并添加与辅助部件等重的形状规则的配重体，这样既能使划分出网格的复杂程度降低，减少计算溢出停止现象，提高计算效率，又保证了抽象模型的合理性，能使得结构复杂的工装也能进行模拟计算。将处理过的工装另存为.stp格式，减少多余的几何特征，也可以提高计算效率；本发明将可以合并的零件进行一体化处理，减少装配约束可以提高计算的稳定性；而影响刚度的关键部分则根据实际情况抽象出对应的装配约束，以便于模拟出真实的螺钉，销钉连接等；根据工装的实际使用情况加载的边界条件和载荷条件及材料，可以保证模型真实性。根据以往多套工装地计算经验，采用非线性网格划分工装，网格单元大小为30mm～10mm之间时，可以在分析精度和计算时间之间取得最佳效果。本发明根据模型计算出来的结果可以分析工装刚度薄弱的部分，指导后续的加强设计，同时可以作为工装刚度检验的依据之一，这种方法的应用对于大型的试制类工装设计有很大的帮助。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。

一种工装刚度分析方法，基于CATIA的工程分析模块，包括以下步骤：

步骤一、可行性建模：

1.1去除工装上非必要的部件，然后将去除部件留下的各个孔位堵死，在不影响工装整体刚度的部位增加形状规则的配重，以减小网格划分的复杂程度；

1.2同一组件中可以合并的零件进行一体化处理；影响刚度的关键部分根据实际情况抽象出对应的装配约束；

1.3另存为.stp格式，减少多余的几何特征；

1.4根据工装的实际使用情况加载工装的边界条件和载荷条件及材料；

1.5多工装进行网格划分：采用非线性网格划分工装，网格单元大小为30mm～10mm之间；

步骤二、使用步骤一得到的模型使用CATIA的工装分析模块对工装进行刚度分析，分析输出的变形量找出工装刚度薄弱的部分；

步骤三、依据变形量分析结果对原有的模型进行修改；

步骤四、重复步骤二和步骤三，直至工装变形量在允许变形的误差范围之内。

实施例：