一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111539080A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010328247.1G06F119/14(2020.01)(22)申请日2020.04.23G06F111/10(2020.01)(71)申请人南京英尼格玛工业自动化技术有限公司地址211153江苏省南京市江宁开发区将军大道688号台创工业园(72)发明人顾江程远唐凯赵俊孙雪雁孙桂圆张弛张俊吴书祥徐楠华罗飞(74)专利代理机构南京泰普专利代理事务所(普通合伙)32360代理人窦贤宇(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06T17/20(2006.01)权利要求书4页说明书7页附图3页(54)发明名称一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法及系统(57)摘要本发明提出了一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法及系统，采用固有频率和动态受力分析相结合的方式，考虑到零件所受载荷的情况，对复杂工况的载荷可以采用曲线拟合的方式得到时间和载荷数据，比一般的设计法更贴合实际，不用给零件过多的安全系数，在轻量化的基础上获得高性能的零件，可以有效降低零件的生产成本。通过建立优化零件数据库，在多个零件中筛选出最佳方案，可以做到经济性与零件质量的有机结合。并且零件数据库可以存留作为类似零件设计的参考案例。针对不同形状的零件，采用不同的网格划分方式，保证计算结果的精确可靠。CN111539080ACN111539080A权利要求书1/4页1.一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法，其特征是包括以下步骤：步骤1、建立零件模型；步骤2、划分模型网格；步骤3、分析固有频率；步骤4、优化模型参数；步骤5、动态受力分析。2.根据权利要求1所述的一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括根据零件的工况初步建立零件模型，定义模型材料，记录模型质量；所述工况包括所受载荷的大小，预留的空间以及环境的温度湿度。3.根据权利要求1所述的一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法，其特征在于，所述步骤2划分模型网格进一步包括：步骤2-1a、设定曲面划分的参数域为u、v双向参数域，其中u、v两个参数方向互呈90度；步骤2-2a、定义样条曲线函数：其中，C(u)表示曲线上任一点的三维空间坐标，Pi表示节点矢量u上i处的控制点，Pj表示节点矢量v上j处的控制点；Ni，p(u)表示节点矢量u上的样条基函数；Nj，q(v)表示节点矢量v上的样条基函数；步骤2-3a、基于u、v双向参数域和样条曲线函数建立曲面方程：式中，Pi，j表示由控制点i、j组成的次矩阵，Ni，p(u)表示节点矢量u上的样条基函数；Nj，q(v)表示节点矢量v上的样条基函数；S(u，v)表示由u、v双向参数域和样条曲线函数建立的曲面空间上的任意一点坐标；n表示节点矢量u的个数，m表示节点矢量v的个数；步骤2-4a、确定在该平面域内推进的初始节点，并确定推进方向，以u、v两个参数方向的对角线方向为节点的推进方向，对于曲面上的初始节点P0＝(x0，y0，z0)，求该初始节点的参数值(u0，v0)，定义矢量值函数：式中，Pi，j表示由控制点i、j组成的次矩阵，Ni，p(u)表示节点矢量u上的样条基函数；Nj，q(v)表示节点矢量v上的样条基函数；S(u，v)表示由u、v双向参数域和样条曲线函数建立的曲面空间上的任意一点坐标；n表示节点矢量u的个数，m表示节点矢量v的个数，P0表示网格节点的初始节点；定义标量方程：2CN111539080A权利要求书2/4页式中，Su(u，v)表示曲面在u方向上的偏导数，Sv(u，v)表示曲面在v方向上的偏导数。4.根据权利要求1所述的一种基于动态网格划分的非标零件载荷分析方法，其特征在于，所述步骤2中曲面上的初始节点P0满足如下公式：其中x＝0，1/n，2/n，…，1，y＝0，1/n，2/n，…，1；块状或柱状零件网格划分时采用以下四个点作为网格的节点：P(x,y)，P(x+1/n,y)，P(x+1/n,y+1/n)，P(x,y+1/n)；尖角或球状零件网格划分时采用以下三个点作为网格的节点：P(x,y)，P(x+1/n,y)，P(x,y+1/n)；复杂零件采用渐变的网格，对应柱状区域采用四个节点的网格，对应球状区域采用三个节点的网格，交界面上两个三个节点的网格拼接成一个四个节点的网格。在孔位，凹槽和边界处网格应做加密处理；所述步骤2中不同的网格划分方式，在块状或柱状零件表面以四个点为节点生成面网格再拉伸形成空间网格，从外而内层层划分，直至将整个零件分解质量达标的网格体；而尖角或球状零件表面首先以三个点为节点建立面网格再三维立体化形成体网格，体网格相互之间交相叠加，没有