[发明专利]一种应用于柔性线线高副约束简化模型的实现方法

摘要

本发明公开了一种应用于柔性线线高副约束简化模型的实现方法，该方法为一种应用于柔性线线高副约束简化模型的实现方法，将具有至少一个圆弧面为接触面构成的工件定义为柔性构件A，将柔性构件A与滚子相互接触模型约束简化为柔性线线高副约束模型，首先基于柔性构件A与滚子作用的面定义为柔性构件A的工作面构造动态柔性线，进一步对其进行约束处理，其次对滚子与柔性构件A简化后模型进行载荷处理，最后计算滚子驱动角度，该方法能够用以克服类似于轴对称矢量喷管多体动力学仿真中机构接触多，计算稳定性差、收敛困难，且仿真结果毛刺多、计算效率低等缺点。

主权项

一种应用于柔性线线高副约束简化模型的实现方法，其特征在于，将具有至少一个圆弧面为接触面构成的工件定义为柔性构件A，将柔性构件A与滚子之间的相互接触约束简化为柔性线线高副约束模型，具体过程为：第一步 柔性线实现柔性构件A与滚子作用的面定义为柔性构件A的工作面，将柔性构件A进行网格划分，将柔性构件A的工作面中线上的网格节点作为柔性样条曲线的型值点，借助所述型值点反求控制点，利用控制点构造B样条曲线，将B样条曲线定义为动态柔性线；第二步 约束处理在滚子与柔性构件A工作面中线的接触处添加一个哑物体，在哑物体与第一步中的动态柔性线之间设置点线约束，用于约束哑物体仅能沿着柔性线滑动，同时在哑物体和滚子间设置面约束，用于约束哑物体只能在过滚子轴线和滚子与柔性构件A工作面切点的平面内相对运动，将滚子与支撑滚子的环约束成铰链约束；第三步 载荷处理选取滚子的对称面与柔性构件A工作面的接触点，在哑物体和接触点间定义虚拟弹簧力，在柔性构件A工作面的中心线的每个节点上添加柔性构件A与滚子之间的矢量力；以中心线节点与哑物体的距离作为变量，利用形函数对中心线节点与哑物体的距离进行插值，将获取插值节点处的形函数的值与虚拟弹簧力相乘，获得该节点矢量力的分配量，最终借助跨越哑物体的两个邻近节点矢量力等效近似虚拟弹簧力的作用，从而实现滚子和柔性构件A间的载荷加载；第四步 滚子驱动角度计算将哑物体和第一步中的柔性线向滚子中截面投影，滚子中截面定义为过滚子轴线中点与滚子轴线垂直的截面，生成虚拟点和虚拟线，虚拟点处虚拟线的主法矢方向N(ξ)为：N(ξ)＝B(ξ)×T(ξ)＝(P′(ξ)×P″(ξ))×P′(ξ)其中：ξ为哑物体投影点对应的参数；利用SYSARY函数实时获取哑物体的坐标P(ξ)，从而获得P′(ξ)、P″(ξ)，P′(ξ)、P″(ξ)分别为P(ξ)的一阶和二阶导数，利用N(ξ)换算成柔性线的法线与全局坐标系下垂直方向的夹角，利用所述夹角为第二步中铰链约束处添加角度驱动，从而实现对滚子的驱动，确保滚子在同一点处与柔性线始终处于相切状态；第一步到第四步实现了对柔性构件A与滚子相互作用模型的简化。