[发明专利]一种建模方法、测试弯矩的方法以及测试挠度的方法

权利要求书

1.一种在弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述试验组件包括待测试验件以及用于约束待测试验件的扭力杆，所述方法包括如下步骤：

步骤1：检测待测试验件的各项参数；

步骤2：通过所述步骤1中的各项参数，建立待测试验件(1)的二维模型，将所述待测试验件(1)划分成任意多个节点(2)；

步骤3：为所述步骤1中的待测试验件(1)施加载荷；

步骤4：选取所述步骤2中的节点(2)，所述节点(2)至少包括所述待测试验件的两端的节点(2)以及沿其轴向方向的受到载荷处的节点(2)；

步骤5：为所述步骤4中的待测试验件(1)的两端或其中一端的节点(2)施加约束，所述约束用于约束所述待测试验件(1)的受到所述约束时相应的节点(2)的平动自由度；

步骤6：在所述步骤2中的二维平面内建立扭力杆(3)的二维模型，其中，所述扭力杆(3)的二维模型的一端为所述步骤5中的受到所述约束的节点(2)，且所述扭力杆(3)的二维模型的轴向方向垂直于所述待测试验件(1)的轴向方向与所述载荷的方向所形成的平面；

步骤7：为所述待测试验件(1)施加约束，限制所述待测试验件(1)沿其自身轴向转动；

步骤8：为所述步骤6中的扭力杆(3)的二维模型远离所述待测试验件(1)的一端施加6个方向自由度的约束。

2.如权利要求1所述的弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述步骤1中的待测试验件(1)的各项参数包括：所述待测试验件(1)的长度参数、扭转刚度参数、直径参数、弹性模量参数以及所述待测试验件(1)的泊松比。

3.如权利要求1所述的弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述步骤6包括如下步骤：

步骤61：赋予所述扭力杆(3)的二维模型参数数据，使所述扭力杆(3)的二维模型的扭转刚度等于所述步骤2中的待测试验件(1)的扭转刚度；

步骤62：通过公式计算所述扭力杆的直径。

4.如权利要求3所述的弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述步骤61中的扭力杆(3)的二维模型参数数据包括：扭力杆长度t、扭力杆的横截面最大惯性矩I_ρ以及扭力杆的材料剪切弹性模量G。

5.如权利要求4所述的弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述步骤61中的扭力杆长度t以及所述扭力杆的横截面最大惯性矩I_ρ应满足如下公式：

其中，G为扭力杆的材料剪切弹性模量；K_M为扭转刚度，其等于待测试验件的扭转刚度K_T。

6.如权利要求5所述的弹性转动约束下的试验组件的建模方法，其特征在于，所述扭力杆的直径采用如下公式进行计算：

其中，

d为圆杆直径；

t为扭力杆长度；G为扭力杆的材料剪切弹性模量，K_M为扭转刚度，其等于待测试验件的扭转刚度K_T，π为圆周率。

7.一种利用如权利要求1至6中任意一项所述的建模方法测试待测试验件的弯矩的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：建立如权利要求1至6中任意一项所述的试验组件的模型；

步骤2：通过有限元计算方法对所述试验组件中的待测试验件(1)进行计算，获得所述待测试验件(1)的任意位置的弯矩。

8.如权利要求7所述的测试待测试验件的弯矩的方法，其特征在于，采用如下公式进行弯矩计算：

其中，M为弯矩，P为施加的载荷；L为待测试验件的长度，x为任意位置：α为：为梁的转动约束刚度参数。