[发明专利]基于有限元分析提取机械结构平面的平面度误差的方法

摘要

本发明提出了一种基于有限元分析提取机械结构平面的平面度误差的方法，首先运用CAD技术建立阀门的三维实体模型，通过有限元软件对其进行复合工况下的仿真分析，测得变形后阀座平面所有节点的坐标；运用空间解析几何知识，结合一定的评定方法，确定阀座平面的评定基面（也即理想平面）的位置，以使阀座平面所有节点到该评定基面的最大变动量为最小；计算出阀座平面每个节点到评定基面的距离，得出高极点和低极点，最后得出平面度误差。本发明的优点是可在阀门等机械产品的有限元分析的结果中提取出平面度误差，检测其是否满足图纸要求，从而判断出阀门在复合工况下的变形对诸如密封等性能的影响。

主权项

1.一种基于有限元分析提取机械结构平面的平面度误差的方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：运用CAD方法建立机械结构的三维实体模型；步骤2：采用有限元软件对步骤1建立的机械结构的三维实体模型进行前处理，建立机械结构在给定工况下的有限元模型，并进行有限元计算，得到变形后的有限元模型；步骤3：在有限元软件中测量出步骤2中得到的变形后的有限元模型中机械结构平面上所有n个节点的坐标；步骤4：在有限元软件中绘制变形后的有限元模型中机械结构平面的外轮廓线，在外轮廓线上选择m个节点，测量m个节点的坐标；步骤5：从步骤4中选出的m个节点中任意选定三个节点，求解出这三个节点确定的平面方程π₁；步骤6：从步骤3中得到的n个节点中选定一个节点，计算该点到步骤5中得到的平面π₁的距离l₁；步骤7：重复步骤6得到步骤3中所有n个节点与平面π₁的距离l₁，l₂，l₃，…，l_n，并将l₁，l₂，l₃，…，l_n分为l_i≥0和l_j＜0两类，得到l_i≥0和l_j＜0两类中各自绝对值的最大值|l_i|_max和|l_j|_max，相加得到f₁＝|l_i|_max+|l_j|_max；步骤8：重复步骤5～7，得到f₁,f₂,f₃,…f_k，得到f₁,f₂,f₃,…f_k中的最小值f_min，f_min为机械结构平面的平面度误差，与f_min对应的平面π_min为该机械结构平面的基准面π。