CN109657405B - 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置 - Google Patents

航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109657405B
CN109657405B CN201910016983.0A CN201910016983A CN109657405B CN 109657405 B CN109657405 B CN 109657405B CN 201910016983 A CN201910016983 A CN 201910016983A CN 109657405 B CN109657405 B CN 109657405B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rough surface
random rough
contact
determining
random
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910016983.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109657405A (zh
Inventor
刘伟
张雅玫
岳珠峰
侯振国
李昊阳
赵玉杰
李树琪
张显涛
李钱
张展
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201910016983.0A priority Critical patent/CN109657405B/zh
Publication of CN109657405A publication Critical patent/CN109657405A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109657405B publication Critical patent/CN109657405B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本公开提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，包括：确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。本公开能够在不进行试验的情况对接触磨损进行分析。

Description

航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置
技术领域
本公开涉及材料磨损技术领域，尤其涉及一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置。
背景技术
由于原材料以及加工等因素的影响，航空液压扩口管接头的接触面具有一定的粗糙度。当振动发生时，所安装的航空液压扩口管接头会发生磨损，易导致液压管产生故障，从而降低了安全可靠性。
目前，人们主要通过试验对接触磨损进行分析。然而，由于航空液压扩口管接头的接触面的磨损量极小，难以通过试验进行分析。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置，能够在不进行试验的情况对接触磨损进行分析。
根据本公开的一个方面，提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，包括：
确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；
根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；
根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；
根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面包括：
根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；
根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标包括：
利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；
建立自相关函数：
Figure BDA0001939423020000021
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；
对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；
对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；
基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：
Figure BDA0001939423020000022
其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度。
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量包括：
将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：
Figure BDA0001939423020000023
其中，
Figure BDA0001939423020000024
为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限
在本公开的一种示例性实施例中，根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷包括：
采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分并赋予材料属性；
通过向所述有限元模型施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。
根据本公开的一个方面，提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，包括：
均方根粗糙度确定模块，用于确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；
随机粗糙表面模拟模块，用于根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
有限元模型建立模块，用于建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；
接触载荷确定模块，用于根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；
磨损量确定模块，用于根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。
在本公开的一种示例性实施例中，所述随机粗糙表面模拟模块包括：
点坐标确定模块，用于根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；
随机粗糙表面模拟子模块，用于根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
在本公开的一种示例性实施例中，所述点坐标确定模块包括：
白噪声序列生成模块，用于利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；
自相关函数建立模块，用于建立自相关函数：
Figure BDA0001939423020000031
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；
傅里叶变换模块，用于对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；
逆傅里叶变换模块，用于对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；
点坐标确定子模块，用于基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：
Figure BDA0001939423020000041
其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度。
在本公开的一种示例性实施例中，所述磨损量确定模块用于将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：
Figure BDA0001939423020000042
其中，
Figure BDA0001939423020000043
为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限。
在本公开的一种示例性实施例中，接触载荷确定模块包括：
网格划分模块，用于采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分；
接触载荷确定子模块，用于通过向所述有限元模型赋予材料属性，并施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。
本公开的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置，通过建立随机粗糙表面与刚性平面接触的有限元模型，可以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷，进而可以确定随机粗糙表面的磨损量。由于该随机粗糙表面是根据航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度模拟而成，从而可以通过随机粗糙表面的磨损量确定航空液压扩口管接头的接触面的磨损量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法的流程图；
图2为本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法的步骤S110的流程图；
图3为本公开实施方式中点云的示意图；
图4为本公开实施方式中网格的示意图；
图5为本公开实施方式中随机粗糙表面的示意图；
图6为本公开实施方式中包括随机粗糙表面的模型的示意图；
图7为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图8为本公开实施方式中τx为2、τy为2以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图9为本公开实施方式中τx为5、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图10为本公开实施方式中τx为10、τy为10以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图11为本公开实施方式中τx为5、τy为1以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图12为本公开实施方式中τx为10、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图13为本公开实施方式中τx为1、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图14为本公开实施方式中τx为1、τy为10以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；
图15为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为0.5μm的随机粗糙表面的示意图；
图16为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为1μm的随机粗糙表面的示意图；
图17为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为1.6μm的随机粗糙表面的示意图；
图18为本公开实施方式的包括随机粗糙表面的模型与刚性平面接触的有限元模型；
图19为本公开实施方式的包括随机粗糙表面的模型进行网格划分的示意图；
图20为本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置的示意图。
图中：1、刚性平面；2、包括随机粗糙表面的模型；21、基底部位；22、粗糙表面部位；3、均方根粗糙度确定模块；4、随机粗糙表面模拟模块；5、有限元模型建立模块；6、接触载荷确定模块；7、磨损量确定模块。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。用语“一”和“该”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本公开实施方式提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法。如图1所示，该航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法可以包括步骤S100至步骤S140，其中：
步骤S100、确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度。
步骤S110、根据均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
步骤S120、建立随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型。
步骤S130、根据有限元模型确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷。
步骤S140、根据接触载荷确定随机粗糙表面的磨损量。
本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，通过建立随机粗糙表面与刚性平面接触的有限元模型，可以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷，进而可以确定随机粗糙表面的磨损量。由于该随机粗糙表面是根据航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度模拟而成，从而可以通过随机粗糙表面的磨损量确定航空液压扩口管接头的接触面的磨损量。
下面对本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法的各步骤进行详细说明：
在步骤S100中，确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度。
本公开可以通过使用原子力显微镜扫描航空液压扩口管接头的接触面，获得形貌图像；将该形貌图像导入Gwyddion图像处理软件，通过Gwyddion图像处理软件中的Roughness工具分析表面形貌，得到该航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度。
在步骤S110中，根据均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
本公开根据航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度模拟随机粗糙表面，进而可以通过随机粗糙表面的磨损量来确定航空液压扩口管接头的接触面的磨损量。举例而言，如图2所示，步骤S110可以包括步骤S1101和步骤S1102，其中：
步骤S1101、根据均方根粗糙度确定多个点坐标。
举例而言，步骤S1101可以包括步骤S11011至步骤S11015，其中：
步骤S11011、利用白噪声产生器函数生成噪声序列zu(x,y)，对zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)。
步骤S11012、建立自相关函数：
Figure BDA0001939423020000081
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度。
步骤S11013、对R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)。
步骤S11014、对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，该Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)。
步骤S11015、基于z(x,y)和第一预设公式，并根据均方根粗糙度确定多个点坐标，该第一预设公式为：
Figure BDA0001939423020000082
其中，ph(z)为高度分布函数，l为均方根粗糙度。
步骤S1102、根据多个点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
本公开可以基于图形建模软件CATIA，并根据多个点坐标模拟该随机粗糙表面。具体而言，通过Digitized Shape Editor模块，将多个点坐标导入CATIA中，以形成如图3所示的点云；采用网格生成工具，经过Mesh Creation构造如图4所示的网格；通过Quick ShapeSurface模块，得到网格Automatic Surface，形成如图5所示的随机粗糙表面。此外，本公开实施方式的步骤S1102还可以包括：通过CATIA中的零件构建模块形成如图6所示的包括该随机粗糙表面的模型。为了进一步了解τx、τy以及随机粗糙度l对随机粗糙表面的影响，本公开模拟了多个随机粗糙表面，其结果如图7至图17所示。
在步骤S120中，建立随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型。
如图18所示，将包括随机粗糙表面的模型2与一刚性平面1接触。
在步骤S130中，根据有限元模型确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷。
对该有限元模型进行网格划分，并赋予材料属性。其中，如图19所示，本公开可以包括随机粗糙表面的模型分为两部分，包括基底部位21和粗糙表面部位22。该基底部位21可以使用六面体单元，该粗糙表面部位22可以为四面体组成的网格。该材料可以为1Cr18Ni9Ti，其弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7900kg/m3，屈服极限为240MPa，强度极限为665MPa。
对该有限元模型施加载荷和约束，以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷。该载荷和约束具体为：如图18所示，将包括随机粗糙表面的模型2远离刚性平面1的一侧固定，并对刚性平面1施加Z方向的位移载荷，并且将X方向和Y方向的位移固定，即X方向和Y方向上均不发生位移。其中，在不同位移载荷下所确定的接触载荷如下表1所示：
表1
d(μm) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
F<sub>w</sub>(N) 0.0014 0.0078 0.0198 0.0343 0.0619 0.1101 0.2101 0.3771 0.6266
其中，d为位移载荷，Fw为通过该有限元模型确定的接触载荷。
在步骤S140中，根据接触载荷确定随机粗糙表面的磨损量。
本公开可以将该接触载荷代入第二预设公式，以确定随机粗糙表面的磨损量。其中，该第二预设公式可以为：
Figure BDA0001939423020000091
其中，
Figure BDA0001939423020000092
为随机粗糙表面的磨损量，Fw为接触载荷，ks为随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为随机粗糙表面的材料的密度，σs为随机粗糙表面的材料的屈服极限。
由于分析过程中接触状况为无润滑剂和空气环境，因此ks可以为10-3。将1Cr18Ni9T的密度、1Cr18Ni9T的屈服极限以及表1中的接触载荷代入第二预设公式，以确定磨损量，结果如表2所示：
表2
Figure BDA0001939423020000093
Figure BDA0001939423020000101
其中，d为位移载荷。
本公开实施方式还提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置。如图20所示，该分析装置可以包括：均方根粗糙度确定模块3、随机粗糙表面模拟模块4、有限元模型建立模块5、接触载荷确定模块6以及磨损量确定模块7，其中：
均方根粗糙度确定模块3可以用于确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度。随机粗糙表面模拟模块4可以用于根据均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。有限元模型建立模块5可以用于建立随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型。接触载荷确定模块6可以用于根据有限元模型确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷。磨损量确定模块7可以用于根据接触载荷确定随机粗糙表面的磨损量。
如图20所示，本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，通过有限元模型建立模块5建立随机粗糙表面与刚性平面接触的有限元模型，并通过接触载荷确定模块6可以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷，进而可以通过磨损量确定模块7确定随机粗糙表面的磨损量。由于该随机粗糙表面是根据航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度模拟而成，从而可以通过随机粗糙表面的磨损量确定航空液压扩口管接头的接触面的磨损量。
下面对本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置各部分进行详细说明：
该随机粗糙表面模拟模块可以包括点坐标确定模块和随机粗糙表面模拟子模块。其中，该点坐标确定模块可以用于根据均方根粗糙度确定多个点坐标。该随机粗糙表面模拟子模块可以用于根据多个点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。
该点坐标确定模块可以包括白噪声序列生成模块、自相关函数建立模块、傅里叶变换模块、逆傅里叶变换模块以及点坐标确定子模块，其中：
该白噪声序列生成模块可以用于利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)。
该自相关函数建立模块可以用于建立自相关函数：
Figure BDA0001939423020000111
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度。
该傅里叶变换模块可以用于对R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)。
该逆傅里叶变换模块可以用于对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，该Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)。
该点坐标确定子模块可以用于基于z(x,y)和第一预设公式，并根据均方根粗糙度确定多个点坐标，该第一预设公式可以为：
Figure BDA0001939423020000112
其中，ph(z)为高度分布函数，l为均方根粗糙度。
该磨损量确定模块可以用于将接触载荷代入第二预设公式，以确定随机粗糙表面的磨损量，该第二预设公式可以为：
Figure BDA0001939423020000113
其中，
Figure BDA0001939423020000114
为随机粗糙表面的磨损量，Fw为接触载荷，ks为随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为随机粗糙表面的材料的密度，σs为随机粗糙表面的材料的屈服极限。
该接触载荷确定模块可以包括网格划分模块和接触载荷确定子模块。其中，该网格划分模块可以用于采用六面体单元和四面体单元对有限元模型进行网格划分。该接触载荷确定子模块可以用于通过向有限元模型赋予材料属性，并施加约束和载荷，以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (4)

1.一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，包括：
确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；
根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；
根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；
根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量；
根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面包括：
根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；
根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标包括：
利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；
建立自相关函数：
Figure FDA0003595691520000011
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；
对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；
对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；
基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：
Figure FDA0003595691520000012
其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度；
根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷包括：
采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分并赋予材料属性，其中，随机粗糙表面的模型包括基底部位和粗糙表面部位，基底部位使用六面体单元，该粗糙表面部位为四面体组成的网格；
通过向所述有限元模型施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。
2.根据权利要求1所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量包括：
将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：
Figure FDA0003595691520000021
其中，
Figure FDA0003595691520000022
为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限。
3.一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，其特征在于，包括：
均方根粗糙度确定模块，用于确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；
随机粗糙表面模拟模块，用于根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
有限元模型建立模块，用于建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；
接触载荷确定模块，用于根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；
磨损量确定模块，用于根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量；
所述随机粗糙表面模拟模块包括：
点坐标确定模块，用于根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；
随机粗糙表面模拟子模块，用于根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；
所述点坐标确定模块包括：
白噪声序列生成模块，用于利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；
自相关函数建立模块，用于建立自相关函数：
Figure FDA0003595691520000031
其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；
傅里叶变换模块，用于对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；
逆傅里叶变换模块，用于对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；
点坐标确定子模块，用于基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：
Figure FDA0003595691520000032
其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度；
所述接触载荷确定模块包括：
网格划分模块，用于采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分，其中，随机粗糙表面的模型包括基底部位和粗糙表面部位，基底部位使用六面体单元，该粗糙表面部位为四面体组成的网格；
接触载荷确定子模块，用于通过向所述有限元模型赋予材料属性，并施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。
4.根据权利要求3所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，其特征在于，所述磨损量确定模块用于将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：
Figure FDA0003595691520000033
其中，
Figure FDA0003595691520000034
为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限。
CN201910016983.0A 2019-01-08 2019-01-08 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置 Active CN109657405B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910016983.0A CN109657405B (zh) 2019-01-08 2019-01-08 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910016983.0A CN109657405B (zh) 2019-01-08 2019-01-08 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109657405A CN109657405A (zh) 2019-04-19
CN109657405B true CN109657405B (zh) 2022-07-22

Family

ID=66119223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910016983.0A Active CN109657405B (zh) 2019-01-08 2019-01-08 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109657405B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3372954A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Arithmetic unit, method and program for computing a contact condition between two surfaces

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4529562B2 (ja) * 2004-07-06 2010-08-25 横浜ゴム株式会社 接触特性の評価方法及び接触状態の評価用コンピュータプログラム
GB201104413D0 (en) * 2011-03-16 2011-04-27 Airbus Operations Ltd Stresses induced by random loading
CN104809357B (zh) * 2015-05-21 2017-10-03 北京理工大学 一种三维粗糙表面多尺度接触行为的分析方法及装置
CN105956299B (zh) * 2016-05-10 2019-04-05 清华大学 一种分层粗糙表面接触性能的分析方法
CN106295025B (zh) * 2016-08-15 2020-02-04 东南大学 基于真实粗糙表面的交叉金属线接触热阻有限元分析法
CN108168492A (zh) * 2017-12-17 2018-06-15 北京工业大学 一种基于三维微观表面形貌的接触特性分析方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3372954A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Arithmetic unit, method and program for computing a contact condition between two surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
CN109657405A (zh) 2019-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106529038B (zh) 一种从微-宏尺度模型识别螺栓连接结合部切向阻尼特性的方法
CN104268342A (zh) 一种基于有限元的轴承保持架的振动特性分析方法
CN103559366A (zh) 基于光滑有限元边界元法的车身结构声场耦合预测方法
CN109657405B (zh) 航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置
CN110889175B (zh) 一种扬声器卡扣的安装仿真分析方法
CN107480357B (zh) 一种多杆系结构有限元模型边界模拟方法
CN108595794A (zh) 一种管路结构振动载荷分析方法
JP3251279B2 (ja) 色分布抽出方法
CN108428256B (zh) 一种基于柔软度的自适应网格细化的软组织形变仿真方法
CN103759774B (zh) 超声波流量计整流器的设计方法
CN108387350A (zh) 车身接附点动刚度测试方法、装置和存储介质
US10977399B2 (en) Methods and systems for conducting a time-marching numerical simulation of a deep drawing metal forming process for manufacturing a product or part
US20190065646A1 (en) Methods And Systems For Conducting A Time-Marching Numerical Simulation Of A Deep Drawing Metal Forming Process For Manufacturing A Product or Part
Thesing et al. Modern methods for random fatigue of automotive parts
CN112541276B (zh) 一种基于缩比模型的动态响应预测等效方法
de Dios Sanz et al. Analysis of the capability of non-specific simulation software for studying the dynamic interaction between pantograph and rigid overhead conductor rail
de Morais Teixeira et al. Random vibration fatigue: Frequency domain critical plane approaches
JP2016212841A (ja) 熱的連成解析における使用のための方法及び装置
JP2017054203A (ja) 構造設計支援装置及び構造設計支援プログラム
Willmann et al. Shell Models with Enhanced Kinematics for Finite Elements in Sheet Metal Forming Simulations
CN112149250B (zh) 一种活塞网格模型的生成方法及生成设备
CN112417587B (zh) 一种汽车的三通式空调管路的设计方法
CN110727989B (zh) 结构疲劳强度分析方法、装置以及计算机可读存储介质
JP2020173501A (ja) 曲線生成方法、装置、及びプログラム
Awang et al. Modeling and simulation of automotive wiper noise and vibration using finite element method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Yamei

Inventor after: Zhang Zhan

Inventor after: Liu Wei

Inventor after: Yue Zhufeng

Inventor after: Hou Zhenguo

Inventor after: Li Haoyang

Inventor after: Zhao Yujie

Inventor after: Li Shuqi

Inventor after: Zhang Xiantao

Inventor after: Li Qian

Inventor before: Liu Wei

Inventor before: Zhang Zhan

Inventor before: Zhang Yamei

Inventor before: Yue Zhufeng

Inventor before: Hou Zhenguo

Inventor before: Li Haoyang

Inventor before: Zhao Yujie

Inventor before: Li Shuqi

Inventor before: Zhang Xiantao

Inventor before: Li Qian

CB03 Change of inventor or designer information