[发明专利]一种螺栓建模方法

说明书

本发明涉及有限元分析建模技术领域，具体涉及一种螺栓建模方法。本发明包括如下步骤：步骤一：将螺栓的几何模型导入有限元软件中；步骤二：根据几何的连续性，将任意个数的所述螺栓分割成单个螺栓；步骤三：对所述单个螺栓的几何模型实行数学算法，获得所述单个螺栓的几何尺寸信息和空间位置信息；步骤四：在有限元软件中，根据所述单个螺栓的所述几何尺寸信息，对所述单个螺栓进行参数化建模，得到螺栓模型；步骤五：在有限元软件中，根据所述单个螺栓的所述空间位置信息，将所述螺栓模型移动至指定的位置。本发明合理、简单，通过对螺栓的进行几何尺寸的测量，能够对大批量任意尺寸的螺栓进行快速的建模，从而提高项目分析的效率。

技术领域

本发明涉及有限元分析建模技术领域，具体涉及一种螺栓建模方法。

背景技术

螺栓是结构中最常见的一种连接方式，在对装配体结构进行有限元分析时，不可避免地需要对螺栓强度进行校核。由于螺栓的几何形状较为复杂，且在而分析过程中，其表面形状对连接强度影响较小，因此，在实际分析中，常通过各类方法，对螺栓模型进行简化。

其中建立螺栓实体单元是螺栓简化中的一种方法。现有的建立螺栓实体单元通常包括以下步骤：CAD模型清理，简化(去除螺纹特征，商标钢印，部分倒角特征)；划分单元(根据特征清理，简化的程度，选择四面体或六面体单元进行网格划分)；设置螺纹区域；设定螺栓头接触区域；设定加载区域。在分析过程中，求解器会通过使加载区域两侧单元的产生变形，形成预紧力，通过螺栓头接触区域与螺纹连接区域，将力传递给被连接件，达到预紧效果；建立螺纹区域与被连接件的约束耦合；建立螺栓头与被连接件的接触；向加载区域添加螺栓预紧力载荷。

此方法需要付出额外的前处理时间，在大型项目的分析中，需要建立的螺栓模型达上百个，且由于螺栓的种类多样，尺寸规格不一定符合国标，因此在实际项目分析时，往往需要反复检查测量，使得项目分析的效率十分低下。

上述问题是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种螺栓建模方法，从而能够提高螺栓建模的效率，大大的提高分析的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：一种螺栓建模方法，包括如下步骤：

步骤一：将螺栓的几何模型导入有限元软件中；

步骤二：根据几何的连续性，将任意个数的所述螺栓分割成单个螺栓；

步骤三：对所述单个螺栓的几何模型实行数学算法，获得所述单个螺栓的几何尺寸信息和空间位置信息；

步骤四：在有限元软件中，根据所述单个螺栓的所述几何尺寸信息，对所述单个螺栓进行参数化建模，得到螺栓模型；

步骤五：在有限元软件中，根据所述单个螺栓的所述空间位置信息，将所述螺栓模型移动至指定的位置。

作为本发明的进一步改进，所述几何尺寸信息包括平面圆面、平面圆环面、空间圆柱面和空间圆台面。

作为本发明的进一步改进，所述平面圆面的判定方法包括如下步骤：

步骤一：面内所有顶点处于同一平面；

步骤二:面内所有边线均为圆弧，且所有圆弧半径均相等，所有圆弧圆心均重合；

步骤三：通过圆面积公式所得的面积与所述平面圆面的几何面积相等。

作为本发明的进一步改进，所述平面圆环面的判定方法包括如下步骤：

步骤一：面内所有顶点处于同一平面；

步骤二：面内所有边线均为圆弧，且所有圆弧半径有两种数值，所有圆弧圆心均重合；

步骤三：通过圆环面积公式所得的面积与所述平面圆环面的几何面积相等。