[发明专利]一种考虑表面加工质量的栓接结合部动态特性分析方法

摘要

一种考虑表面加工质量的栓接结合部动态特性分析方法,属机械性能分析领域。其包括参数化建模、结合面普通建模、施加边界条件、静力分析、接触刚度阻尼计算、结合面模型重建、栓接结合面刚度阻尼建模、动态特性分析步骤；根据模型参数自动建立模型，选择静力分析后，通过选择的材料参数、接触面加工方法、粗糙度及静力分析结果，计算结合面接触刚度和阻尼值，重新创建接触单元，进行栓接结合部动态分析获取结合部固有频率、主振形和频响函数。本发明基于ANSYS二次开发平台，建立栓接结合部参数化模型，用于分析材料属性、接触面加工方法、加工粗糙度、外部载荷对栓接结合部动态特性的影响。

主权项

一种考虑表面加工质量的栓接结合部动态特性分析方法,包括：参数化建模、结合面普通建模、施加边界条件、静力分析、接触刚度阻尼计算、结合面模型重建、结合面刚度阻尼建模、动态特性分析步骤；其特征在于：所述的参数化建模步骤，利用体命令生成立方体和圆柱结构；采用布尔减运算和粘结操作生成栓接结合部模型；生成实体模型后，采用线网格控制命令和网格扫略命令，生成有限元网格模型；建模过程中，利用APDL语言定义模型参数化变量，生成参数化模型；结合面普通建模步骤，通过参数化设计语言建立栓接结合面初始绑定模型；目标面单元为TARGE170单元，接触面单元为CONTA174单元进行柔‑柔面接触；所述的施加边界条件步骤，包括栓接结合部约束位置、载荷施加位置、载荷形式、载荷大小、载荷方向；其中载荷施加位置和载荷大小定义为输入变量；所述的静力分析步骤，首先设置分析类型为结构静力分析，设置求解内容，进行求解；通过选择接触单元，选择单元所有节点，通过循环命令，以数组格式按照从小到大顺序提取各自节点编号及对应的压强值；所述的接触刚度阻尼计算步骤，根据提取的结合面节点压强值，通过分形接触刚度和接触阻尼模型求取结合面节点接触刚度和接触阻尼值，以数组形式保存；结合面模型重建，通过单元删除命令删除结合面普通建模步骤中建立的接触模型，通过循环命令创建自定义矩阵单元，设定单元编号，将接触刚度阻尼计算步骤获得的节点刚度和阻尼值赋值给单元实常数，生成接触刚度和接触阻尼单元，按照节点编号从小到大顺序建立结合面接触刚度和阻尼单元；所述动态特性分析步骤，设置分析类型，包括模态分析、谐响应分析；模态分析后处理中输出固有频率及主振形；谐响应分析后处理中输出关键点频响函数图；根据关键点频响函数图，用户可以分析接触面加工方法和加工粗糙度对栓接结合部动态特性的影响；通过输入载荷值、选择材料、选择接触面加工方法和加工粗糙度可进行栓接结合部动态特性分析。