[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

说明书

本发明公开了一种建模方法、测试弯矩的方法以及测试挠度的方法。所述在弹性转动约束下的试验组件的建模方法包括如下步骤：步骤1：检测待测试验件的各项参数；步骤2：建立待测试验件的二维模型并划分成任意多个节点；步骤3：为待测试验件施加载荷；步骤4：选取节点；步骤5：为待测试验件的两端或其中一端的节点施加约束；步骤6：建立扭力杆的二维模型；步骤7：为待测试验件施加约束，限制所述待测试验件沿其自身轴向转动；步骤8：为扭力杆的二维模型远离待测试验件的一端施加6个方向自由度的约束。本发明中的弹性转动约束下的试验组件的建模方法能够建立处于弹性转动约束状态下的待测试验件，相对于现有技术，其建模方法简单，效率高。

技术领域

本发明涉及工程设计技术领域，特别是涉及一种建模方法、测试弯矩的方法以及测试挠度的方法。

背景技术

在结构有限元分析中，通常将转动约束假设为完全刚性或完全自由。但在实际工程中，转动约束往往很难满足这一假设条件，一般处于两者之间，即弹性转动约束状态。

在结构有限元仿真软件中，弹性约束不像刚性约束那样可以直接施加。在结构有限元分析时，为模拟弹性约束，通常需要将约束结构与分析对象同时进行有限元网格划分。如果弹性约束结构比较庞大和复杂，那么有限元模型构建是比较困难的，而且所建立的有限元模型规模也较大、求解时间较长。另外，如果只知弹性约束的刚度，而不知弹性约束的结构，则弹性转动约束无法模拟。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在弹性转动约束下的试验组件的建模方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种在弹性转动约束下的试验组件的建模方法。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，所述在弹性转动约束下的试验组件的建模方法包括如下步骤：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，建立待测试验件的二维模型，将所述待测试验件划分成任意多个节点；步骤3：为所述步骤1中的待测试验件施加载荷；步骤4：选取所述步骤2中的节点，所述节点至少包括所述待测试验件的两端的节点以及沿其轴向方向的受到载荷处的节点；步骤5：为所述步骤4中的待测试验件的两端或其中一端的节点施加约束，所述约束用于约束所述待测试验件的受到所述约束时相应的节点的平动自由度；步骤6：在所述步骤2中的二维平面内建立扭力杆的二维模型，其中，所述扭力杆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，且所述扭力杆的二维模型的轴向方向垂直于所述待测试验件的轴向方向与所述载荷的方向所形成的平面；步骤7：为所述待测试验件施加约束，限制所述待测试验件沿其自身轴向转动；步骤8：为所述步骤6中的扭力杆的二维模型远离所述待测试验件的一端施加6个方向自由度的约束。

优选地，所述步骤1中的待测试验件的各项参数包括：所述待测试验件的长度参数、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的泊松比。

优选地，所述步骤6包括如下步骤：步骤61：赋予所述扭力杆的二维模型参数数据，使所述扭力杆的二维模型的扭转刚度等于所述步骤2中的待测试验件的扭转刚度；步骤62：通过公式计算所述扭力杆的直径。

优选地，所述步骤61中的扭力杆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。

优选地，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。

优选地，所述扭力杆的直径采用如下公式进行计算：