[发明专利]多层薄壁橡胶金属复合回转体结构的仿真分析方法

说明书

多层薄壁橡胶金属复合回转体结构的仿真分析方法，先对多层薄壁橡胶金属复合回转体进行二维网格剖分操作；完成二维轴对称截面的网格剖分后，进行轴向或扭转载荷仿真分析；轴向或扭转载荷仿真分析完成后，将二维轴对称网格转变生成三维网格，同时将二维轴对称模型的应力应变结果同步映射在新生成的三维网格上，作为偏转或径向载荷工况仿真分析的初始应力应变；再继续进行轴向或扭转预载后偏转或径向载荷工况下三维模型仿真分析，完成了轴向、径向、扭转和偏转多载荷工况仿真分析。本发明通过截取复合回转体中部分截面，通过网格剖分和载荷分析后，进行三维模型的仿真分析的仿真分析，用简单的二维轴对称模型实现轴向和扭转载荷工况的仿真分析。

技术领域

本发明涉及一种受力部件的仿真分析方法，尤其是指一种多层薄壁橡胶金属复合回转体结构的仿真分析方法，该种多层薄壁橡胶金属复合回转体结构的仿真分析方法通过通过180度或者360度旋转的方式进行仿真分析大幅提升径向、轴向、偏转和扭转等多载荷工况下的多层薄壁橡胶金属复合回转体结构的仿真分析效率。

背景技术

一方面，由于多层薄壁橡胶金属复合回转体相对于传统结构的橡胶金属复合回转体具有更高的承载能力、耐老化性能和稳定性；试验也表明在这种多层薄壁橡胶金属复合回转体弹性金属结构中，弹性体的单位消耗量可减少一个或十几个数量级，在多层薄壁橡胶金属复合回转体结构中弹性体的使用系数增加九倍多，所以现在多层薄壁橡胶金属复合回转体应用越来越广泛。但是多层薄壁橡胶金属复合回转体与传统的橡胶金属复合回转体变形特性、结构特性、它们的加工和使用特性都不同，所以在进行受力分析时也就要难得多。

另一方面，随着市场竞争的加剧，产品更新周期愈来愈短，企业对新技术的需求更加迫切，而有限元仿真分析技术是提升产品质量、缩短设计周期、提高产品竞争力的一项有效手段，所以，随着计算机技术和计算方法的发展，有限元仿真分析在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的重视和应用，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径，从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元仿真分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源和科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。所以，一般在进行多层薄壁橡胶金属复合回转体受力分析时都会采用仿真分析方法，仿真分析借助虚拟样机通过计算机和有限元仿真分析，能在研发中帮助设计人员优化出最优的结构，排除一些不具有优势的方案，减少试验次数，节省研发成本以及样件成本。

但是现在的一般仿真分析都是整体对零部件进行网格划分，按照常规网格划分的方法，是对每层橡胶和每层隔片单独划分二维和三维网格，该方法对于这类多层结构杆端轴承的网格划分效率较低。尤其是在径向、轴向、偏转和扭转等多载荷工况下的仿真分析效率低，且三维网格剖分技术难度大且容易造成计算不收敛的缺陷，很有必要对此加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、申请号为CN202110222321.6，名称为“一种六面体网格划分的螺栓及螺母有限元参数化建模方法”，申请人为天津大学的中国发明专利，该专利公开了一种六面体网格划分的螺栓及螺母有限元参数化建模方法，包括以下步骤：S1：确定螺栓及螺母的几何特征；S2：确定螺栓及螺母的网格特征；S3：将螺栓沿轴向划分为螺帽区、螺杆区、过渡区及螺纹区，利用分段表达法构建垂直螺栓轴线方向的螺栓及螺母单截面节点坐标；S4：将所得的各个螺栓、螺母单截面节点沿螺栓轴线方向复制、平移、编号、旋转，从而构建整个螺栓和螺母模型节点坐标矩阵；S5：将步骤S4所得螺栓及螺母节点坐标按照有限元软件中八节点六面体单元节点连接次序规则；S6：将步骤S3和步骤S5得到的节点坐标及单元编号矩阵导出。