[发明专利]一种螺栓实体网格建模与加载方法

说明书

本发明属于螺栓网格建模技术领域，具体涉及一种螺栓实体网格建模与加载方法；采用四面体网格划分螺栓有限元模型，创建约束点‑变速器壳体部分节点的rigid连接单元，并施加约束；应用TCL语言自动区分螺栓型号并施加螺栓预紧力：按实际工况载荷在变速器壳体总成上的相应加载点处施加载荷；通过Hypermesh软件导出步骤一至步骤四的计算文件，用于变速器壳体总成的仿真分析；本发明通过一个螺栓模型快速复制得到所有同族螺栓的有限元模型,并且一键施加螺栓预紧力；比当前公开的螺栓建模方法以及螺栓预紧力加载方法更具先进性以及不可替代性。

技术领域

本发明属于螺栓网格建模技术领域，具体涉及一种螺栓实体网格建模与加载方法。

背景技术

目前，各研发中心在对壳体总成类零部件进行分析时，已经陆续开始对螺栓进行实体网格建模。工程中在对变速器壳体密封压力进行有限元分析时，需要建立变速器壳体连接螺栓的真实3D网格模型，并施加精确的螺栓预紧力。一般一个变速器壳体总成的连接螺栓个数为(20-40)个。通用的施加螺栓预紧力的方法是手动建立螺栓网格模型、手动施加螺栓预紧力。如现有技术中描述的一种实体螺栓网格的建模方法：采用五面体网格和六面体网格进行划分，得到一个螺栓的有限元模型，提到根据螺栓等级和直径计算螺栓预紧力，并手动施加载荷，手动建立载荷作用面、作用点并手动将其关联起来，其操作过程繁琐重复、耗费大量时间而且容易出错。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种螺栓实体网格建模与加载方法，本发明采用四面体网格划分螺栓有限元模型，通过一个螺栓模型快速复制得到所有同族螺栓的有限元模型,并且一键施加螺栓预紧力；比当前公开的螺栓建模方法以及螺栓预紧力加载方法更具先进性以及不可替代性。

一种螺栓实体网格建模与加载方法，包括如下步骤：

步骤一，在Hypermesh软件中建立变速器壳体总成、变速器壳体总成上所使用的齿轮轴和轴承的有限元模型，再采用TCL语言创建变速器壳体总成上所使用的全部螺栓的有限元模型；

步骤二，创建约束点-变速器壳体部分节点的rigid连接单元，并施加约束；

步骤三，应用TCL语言自动区分螺栓型号并施加螺栓预紧力：

一，应用TCL语言自动创建螺栓预紧力加载点；

二，应用TCL语言自动施加螺栓预紧力；

三，应用TCL语言自动创建螺栓预紧面；

四，应用TCL语言自动关联螺栓预紧力加载点、预紧面以及螺栓预紧力加载点处施加的预紧力；

五，应用TCL语言自动创建螺栓预紧载荷步；

步骤四，在Hypermesh软件中施加变速器壳体总成密封压力计算载荷：按实际工况载荷在变速器壳体总成上的相应加载点处施加载荷；

步骤五，通过Hypermesh软件导出步骤一至步骤四的计算文件，用于变速器壳体总成的仿真分析。

所述步骤一的具体过程如下：

一，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成的几何模型，并建立其有限元模型；

二，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成上所使用的全部螺栓的几何模型，首先建立某一个螺栓的有限元模型，再应用TCL语言创建与该螺栓同组类的全部螺栓的有限元模型，其他组类螺栓的有限元模型据此重复进行创建，进而创建出全部螺栓的有限元模型；

三，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成上所使用的齿轮轴和轴承的几何模型，并建立齿轮轴和轴承的有限元模型；

四，定义零件材料属性：