CN111241671B - 一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法和装置，涉及机械工程技术领域。该方法包括：对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向；根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型；在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。本发明实施例通过构建模型，且对模型进行改进以实现表征螺纹面局部滑移行为，避免了现有技术无法准确描述螺纹面的复杂力学行为的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程技术领域，特别涉及一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法和装置。
背景技术
螺纹连接是机械、建筑、交通、航空、航天、船舶、家具等领域中应用最广泛的连接方式之一，它可以产生很大的连接力，便于重复拆装，易于大批量生产，造价低廉。振动条件下螺纹连接很容易产生松动，松动将降低螺纹的连接性能，诱发疲劳断裂，引发严重的安全事故。当前的研究结果已经表明振动条件下螺纹面的局部滑移累积是导致螺纹连接松动的根本原因，然而由于螺纹面形状的复杂性，很难对螺纹面的复杂力学行为进行准确描述，导致当前没有能够表征螺纹面局部滑移累积行为的理论方法和装置进行构建模型。
发明内容
本发明实施例提供一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法和装置，以解决现有技术无法准确描述螺纹面的复杂力学行为的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明实施例提供了一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，包括：
对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；
在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
进一步地，对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，包括：
对螺纹面进行三维处理，确定x轴，y轴和z轴，其中所述x轴为螺旋方向，所述y轴为径向方向。
进一步地，根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，包括：
选取第一预设平面并确定所述第一预设平面的x1轴方向和y1轴方向；
在所述第一预设平面的y1轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一垂直轴线，且在每两个滑块之间用相同的第一内部弹簧进行连接；
在x1轴方向上将每个滑块分别与所述第一预设平面外部的第一预设长杆分别通过多个第一外部弹簧进行连接，其中，多个第一外部弹簧互相平行；
在y1轴方向上所述第一预设平面两端的滑块分别与所述第一边界条件和所述第二边界条件进行连接。
进一步地，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，包括：
选取第二预设平面并确定所述第二预设平面的x2轴方向和y2轴方向；
在所述第二预设平面的x2轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一水平轴线，且在每两个滑块之间用相同的水平弹簧进行连接；
在y2轴方向上将每个滑块分别与所述第二预设平面外部的第二预设长杆通过多个第二外部弹簧进行连接；
在y2轴方向上所述第二预设平面的每个滑块分别通过多个相同的垂直弹簧与所述第三边界条件进行连接，其中，所述水平弹簧和所述垂直弹簧互相垂直。
进一步地，将所述第一边界条件和所述第二边界条件创建于所述第一预设平面的外部；
将所述第三边界条件创建于所述第二预设平面的内部。
进一步地，在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，包括：
通过在y1轴方向上对所述第一边界条件和所述第二边界条件施加压力获得弹簧力和第一压力；
根据所述弹簧力和第一压力通过离散分析得到在x1轴方向上的螺旋方向分力和在y1轴方向上的分力。
进一步地，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据，包括：
通过在y2轴方向上对所述第三边界条件施加压力获得水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力；
根据所述水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力通过离散分析得到在x2轴方向上的螺旋方向分力和在y2轴方向上的分力。
进一步地，根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为，包括：
通过所述基本单元模型的受力数据，计算所述第一压力、所述在x1轴方向上的螺旋方向分力和所述在y1轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述基本单元模型的周期性变化，演化螺纹面沿螺旋方向的区域的局部滑移累积行为。
进一步地，根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为，包括：
通过所述串联系统模型的受力数据，计算所述第二压力、所述在x2轴方向上的螺旋方向分力和所述在y2轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述串联系统模型的周期性变化，演化螺纹面沿径向方向的区域的局部滑移累积行为。
本发明实施例还提供了一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟装置，包括：
第一处理模块，用于对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
第二处理模块，用于根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；
第三处理模块，用于在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
第四处理模块，用于根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明提供的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法能够仿真螺纹面沿径向方向和水平方向离散接触区域的力学行为，进而能够表征螺纹面在振动条件下的局部滑移累积行为，解决了螺纹面复杂接触力学行为和局部滑移累积行为难以理论建模的难题。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法的流程示意图；
图2表示本发明实施例提供的基本单元模型的结构示意图；
图3表示本发明实施例提供的串联系统模型的结构示意图；
图4表示本发明实施例提供的螺纹面接触区域分类的结构示意图；
图5表示本发明实施例提供的表征螺纹面局部滑移行为的模拟装置的模块示意图。
附图标记说明：
1-基本单元模型的滑块；2-第一边界条件；3-第二边界条件；4-第一预设平面；5-串联系统模型的滑块；6-第三边界条件；7-第二预设平面；8-第一内部弹簧；9-第一外部弹簧；10-第一预设长杆；11-水平弹簧；12-垂直弹簧；13-第二外部弹簧；14-第二预设长杆。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明针对现有技术无法准确描述螺纹面的复杂力学行为的问题，提供一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法和装置。
如图1所示，本发明一实施例的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，包括：
步骤100，对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
步骤200，根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；
步骤300，在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
步骤400，根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
需要说明的是，本发明实施例针对需要测量振动条件下螺纹面局部滑移的累积行为，建立一个伊万模型，所述伊万模型包括：基本单元模型和串联系统模型，所述基本单元模型用来描述螺纹面沿径向方向的离散接触区域的力学行为，所述串联系统模型用来描述螺纹面沿螺旋方向的离散接触区域的力学行为，通过对伊万模型进行改进，增加弹簧以及边界条件，进而分析伊万模型，本发明实施例弥补了螺纹面局部滑移累积难以理论建模的空白，为后续研究螺纹松动机理奠定了基础。
具体地，如图4所示，所述步骤100包括：
对螺纹面进行三维处理，确定x轴，y轴和z轴，其中所述x轴为螺旋方向，所述y轴为径向方向。
需要说明的是，本发明采集螺纹面局部面积进行三维处理，针对螺纹面的采集区域进行划分并确定x轴，y轴和z轴，其中所述x轴为螺旋方向，所述y轴为径向方向，所述z轴可根据需求进一步确定其他力的方向，确定方向后并在螺纹面划分出螺旋方向接触区域和径向方向接触区域。
具体地，如图2所示，所述步骤200创建基本单元模型的步骤，包括：
步骤210，选取第一预设平面并确定所述第一预设平面的x1轴方向和y1轴方向；
步骤220，在所述第一预设平面的y1轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一垂直轴线，且在每两个滑块之间用相同的第一内部弹簧进行连接；
需要说明的是，选取一个第一预设平面4并根据所述第一预设平面4划分出x1轴方向和y1轴方向，并在所述第一预设平面4的y1轴方向放置多个相同的滑块1，并用多个所述第一内部弹簧8进行连接多个滑块，保证所述第一内部弹簧8和所述滑块1交替连接，使其所述滑块1在y1轴方向上处于同一轴线，其中，多个所述第一内部弹簧8是相同的；其中，多个所述第一内部弹簧8和多个所述滑块1的数量可根据实际需求添加，不作具体限制，所述第一内部弹簧8和所述滑块1均位于所述第一预设平面4上。
步骤230，在x1轴方向上将每个滑块分别与所述第一预设平面外部的第一预设长杆分别通过多个第一外部弹簧进行连接，其中，多个第一外部弹簧互相平行；
需要说明的是，在x1轴方向上，所述第一预设平面4的外部的一侧设有第一预设长杆10，所述第一预设平面上的每个所述滑块1分别与所述第一预设长杆10连接，其中，多个所述第一外部弹簧8互相平行。
步骤240，在y1轴方向上所述第一预设平面两端的滑块分别与所述第一边界条件和所述第二边界条件进行连接。
需要说明的是，在y1轴方向上，所述第一预设平面4两端的滑块分别通过所述第一内部弹簧8与所述第一边界条件3和所述第二边界条件4连接，所述第一边界条件3和所述第二边界条件4均是一个只能沿水平方向(即x1轴方向)运动的方块；本发明实施例通过步骤210至步骤240建立了所述基本单元模型；所述用来描述螺纹面沿径向方向的离散接触区域的力学行为。
具体地，如图3所示，所述步骤200创建串联系统模型的步骤，包括：
步骤250，选取第二预设平面并确定所述第二预设平面的x2轴方向和y2轴方向；
步骤260，在所述第二预设平面的x2轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一水平轴线，且在每两个滑块之间用相同的水平弹簧进行连接；
需要说明的是，选取一个第二预设平面7并根据所述第二预设平面7划分出x2轴方向和y2轴方向，并在所述第二预设平面7的x2轴方向放置多个相同的滑块5，并用多个相同的所述水平弹簧11连接多个所述滑块5，保证所述水平弹簧11和所述滑块5在x2轴方向上交替连接，且多个所述滑块5在x2轴方向上处于同一轴线。
步骤270，在y2轴方向上将每个滑块分别与所述第二预设平面外部的第二预设长杆通过多个第二外部弹簧进行连接；
步骤280，在y2轴方向上所述第二预设平面的每个滑块分别通过多个相同的垂直弹簧与所述第三边界条件进行连接，其中，所述水平弹簧和所述垂直弹簧互相垂直。
需要说明的是，在y2轴方向上，所述滑块5的两侧分别设有所述第三边界条件6和所述第二预设长杆14，其中，所述第三边界条件6位于所述第二预设平面7内部，所述第二预设长杆14位于所述第二预设平面7外部；多个所述滑块5分别通过所述垂直弹簧12与所述第三边界条件6连接，通过所述第二外部弹簧13与所述第二预设长杆14连接，其中所述垂直弹簧12与任一所述水平弹簧11呈垂直状态；所述第三边界条件6由多个只能沿水平方向(x2轴方向)运动的方块组成；所述水平弹簧11、所述垂直弹簧12和所述滑块5均位于所述第二预设平面7上，且所述水平弹簧11、所述垂直弹簧12和所述滑块5的数量均可根据实际需求添加，不作具体限制；本发明实施例通过步骤250至步骤280建立所述串联系统模型，所述串联系统模型用来描述螺纹面沿螺旋方向的离散接触区域的力学行为。
具体地，如图2和图3所示，将所述第一边界条件和所述第二边界条件创建于所述第一预设平面的外部；
将所述第三边界条件创建于所述第二预设平面的内部。
可选的，所述步骤300在所述基本单元模型施加压力的步骤，包括：
步骤310，通过在y1轴方向上对所述第一边界条件和所述第二边界条件施加压力获得弹簧力和第一压力；
步骤320，根据所述弹簧力和第一压力通过离散分析得到在x1轴方向上的螺旋方向分力和在y1轴方向上的分力。
需要说明的是，本发明实施例通过在y1轴方向上对所述第一边界条件2和所述第二边界条件3施加压力，基本单元模型的所有所述滑块1都将承受垂直于纸面的第一压力FP1和内部所述弹簧力FNE1的作用，根据所述弹簧力FNE1和第一压力FP1通过离散分析得到沿y1轴方向(径向方向)的分力FR1，以及沿x1轴方向(螺旋方向)分力的FS1，其中图2的FS1、FP1、FNE1和FR1均表示第一个滑块的受力数据，通过计算获取其中x1轴方向的合力F，所述F表示所有x1轴方向(螺旋方向)的分力FS之和，其中，u表示产生的横向位移大小。
可选的，所述步骤300在所述串联系统模型施加压力的步骤，包括：
步骤330，通过在y2轴方向上对所述第三边界条件施加压力获得水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力；
步骤340，根据所述水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力通过离散分析得到在x2轴方向上的螺旋方向分力和在y2轴方向上的分力。
需要说明的是，本发明实施例通过在y2轴方向上对所述第三边界条件6施加压力获得水平弹簧力FNex、垂直弹簧力FNey和第二压力FP；根据步骤320，对所述水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力通过离散分析得到在x2轴方向上的所有力，获得图3的FS1、FP1、FNE1和FR1，通过计算获取其中x2轴方向的合力F，所述F表示所有x2轴方向(螺旋方向)的分力FS之和，其中，u同样表示产生的横向位移大小。
可选的，所述步骤400根据所述基本单元模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为的步骤，包括：
通过所述基本单元模型的受力数据，计算所述第一压力、所述在x1轴方向上的螺旋方向分力和所述在y1轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述基本单元模型的周期性变化，演化螺纹面沿螺旋方向的区域的局部滑移累积行为。
需要说明的是，通过在所述基本单元模型中获取的所述FS1、FP1、FNE1、FR1以及x2轴方向的合力F，分析所述基本单元模型的周期性变化，并在所述基本单元模型中套用伊万模型的计算公式，演化螺纹面沿螺旋方向的区域的局部滑移累积行为。
可选的，所述步骤400根据所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为的步骤，包括：
通过所述串联系统模型的受力数据，计算所述第二压力、所述在x2轴方向上的螺旋方向分力和所述在y2轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述串联系统模型的周期性变化，演化螺纹面沿径向方向的区域的局部滑移累积行为。
需要说明的是，通过在所述串联系统模型中获取的所述FS1、FP1、FNE1、FR1以及x2轴方向的合力F，分析所述串联系统模型的周期性变化，并在所述串联系统模型中套用伊万模型的计算公式，演化螺纹面沿径向方向的区域的局部滑移累积行为。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟装置，其特征在于，包括：
第一处理模块10，用于对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
第二处理模块20，用于根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；
第三处理模块30，用于在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
第四处理模块40，用于根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
可选的，第一处理模块10，包括：
第一处理单元，用于对螺纹面进行三维处理，确定x轴，y轴和z轴，其中所述x轴为螺旋方向，所述y轴为径向方向。
可选的，第二处理模块20，包括：
第二处理单元，用于选取第一预设平面并确定所述第一预设平面的x1轴方向和y1轴方向；
第三处理单元，用于在所述第一预设平面的y1轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一垂直轴线，且在每两个滑块之间用相同的第一内部弹簧进行连接；
第四处理单元，用于在x1轴方向上将每个滑块分别与所述第一预设平面外部的第一预设长杆分别通过多个第一外部弹簧进行连接，其中，多个第一外部弹簧互相平行；
第五处理单元，用于在y1轴方向上所述第一预设平面两端的滑块分别与所述第一边界条件和所述第二边界条件进行连接。
可选的，第二处理模块20，包括：
第六处理单元，用于选取第二预设平面并确定所述第二预设平面的x2轴方向和y2轴方向；
第七处理单元，用于在所述第二预设平面的x2轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一水平轴线，且在每两个滑块之间用相同的水平弹簧进行连接；
第八处理单元，用于在y2轴方向上将每个滑块分别与所述第二预设平面外部的第二预设长杆通过多个第二外部弹簧进行连接；
第九处理单元，用于在y2轴方向上所述第二预设平面的每个滑块分别通过多个相同的垂直弹簧与所述第三边界条件进行连接，其中，所述水平弹簧和所述垂直弹簧互相垂直。
具体地，将所述第一边界条件和所述第二边界条件创建于所述第一预设平面的外部；
将所述第三边界条件创建于所述第二预设平面的内部。
可选的，第三处理模块30，包括：
第十处理单元，用于通过在y1轴方向上对所述第一边界条件和所述第二边界条件施加压力获得弹簧力和第一压力；
第十一处理单元，用于根据所述弹簧力和第一压力通过离散分析得到在x1轴方向上的螺旋方向分力和在y1轴方向上的分力。
可选的，第三处理模块30，包括：
第十二处理单元，用于通过在y2轴方向上对所述第三边界条件施加压力获得水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力；
第十三处理单元，用于根据所述水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力通过离散分析得到在x2轴方向上的螺旋方向分力和在y2轴方向上的分力。
可选的，第四处理模块40，包括：
第十四处理单元，用于通过所述基本单元模型的受力数据，计算所述第一压力、所述在x1轴方向上的螺旋方向分力和所述在y1轴方向上的分力的周期性变化；
第十五处理单元，用于通过分析所述基本单元模型的周期性变化，演化螺纹面沿螺旋方向的区域的局部滑移累积行为。
可选的，第四处理模块40，包括：
第十六处理单元，用于通过所述串联系统模型的受力数据，计算所述第二压力、所述在x2轴方向上的螺旋方向分力和所述在y2轴方向上的分力的周期性变化；
第十七处理单元，用于通过分析所述串联系统模型的周期性变化，演化螺纹面沿径向方向的区域的局部滑移累积行为。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法的步骤。
综上所述，本发明实施例通过建立新的伊万模型，即基本单元模型和串联系统模型，能够仿真螺纹面沿径向方向和水平方向离散接触区域的力学行为，进而能够表征螺纹面在振动条件下的局部滑移累积行为，解决了螺纹面复杂接触力学行为和局部滑移累积行为难以理论建模的难题。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，包括：
对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；所述根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型包括：选取第一预设平面并确定所述第一预设平面的x1轴方向和y1轴方向；在所述第一预设平面的y1轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一垂直轴线，且在每两个滑块之间用相同的第一内部弹簧进行连接；在x1轴方向上将每个滑块分别与所述第一预设平面外部的第一预设长杆分别通过多个第一外部弹簧进行连接，其中，多个第一外部弹簧互相平行；在y1轴方向上所述第一预设平面两端的滑块分别与所述第一边界条件和所述第二边界条件进行连接；
在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
2.根据权利要求1所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，包括：
对螺纹面进行三维处理，确定x轴，y轴和z轴，其中所述x轴为螺旋方向，所述y轴为径向方向。
3.根据权利要求1所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，包括：
选取第二预设平面并确定所述第二预设平面的x2轴方向和y2轴方向；
在所述第二预设平面的x2轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一水平轴线，且在每两个滑块之间用相同的水平弹簧进行连接；
在y2轴方向上将每个滑块分别与所述第二预设平面外部的第二预设长杆通过多个第二外部弹簧进行连接；
在y2轴方向上所述第二预设平面的每个滑块分别通过多个相同的垂直弹簧与所述第三边界条件进行连接，其中，所述水平弹簧和所述垂直弹簧互相垂直。
4.根据权利要求3所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，
将所述第一边界条件和所述第二边界条件创建于所述第一预设平面的外部；
将所述第三边界条件创建于所述第二预设平面的内部。
5.根据权利要求1所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，包括：
通过在y1轴方向上对所述第一边界条件和所述第二边界条件施加压力获得弹簧力和第一压力；
根据所述弹簧力和第一压力通过离散分析得到在x1轴方向上的螺旋方向分力和在y1轴方向上的分力。
6.根据权利要求3所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据，包括：
通过在y2轴方向上对所述第三边界条件施加压力获得水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力；
根据所述水平弹簧力、垂直弹簧力和第二压力通过离散分析得到在x2轴方向上的螺旋方向分力和在y2轴方向上的分力。
7.根据权利要求5所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为，包括：
通过所述基本单元模型的受力数据，计算所述第一压力、所述在x1轴方向上的螺旋方向分力和所述在y1轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述基本单元模型的周期性变化，演化螺纹面沿螺旋方向的区域的局部滑移累积行为。
8.根据权利要求6所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法，其特征在于，根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为，包括：
通过所述串联系统模型的受力数据，计算所述第二压力、所述在x2轴方向上的螺旋方向分力和所述在y2轴方向上的分力的周期性变化；
通过分析所述串联系统模型的周期性变化，演化螺纹面沿径向方向的区域的局部滑移累积行为。
9.一种表征螺纹面局部滑移行为的模拟装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于对螺纹面进行预处理并确定分析受力方向，所述受力方向至少包括：螺旋方向和径向方向；
第二处理模块，用于根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型，根据所述螺纹面沿螺旋方向的区域创建串联系统模型，其中，所述基本单元模型由多个弹簧、多个滑块、第一边界条件和第二边界条件连接组成，所述串联系统模型由多个弹簧、多个滑块以及第三边界条件连接组成；所述根据所述螺纹面沿径向方向的区域创建基本单元模型包括：选取第一预设平面并确定所述第一预设平面的x1轴方向和y1轴方向；在所述第一预设平面的y1轴方向放置多个滑块，其中，所述多个滑块位于同一垂直轴线，且在每两个滑块之间用相同的第一内部弹簧进行连接；在x1轴方向上将每个滑块分别与所述第一预设平面外部的第一预设长杆分别通过多个第一外部弹簧进行连接，其中，多个第一外部弹簧互相平行；在y1轴方向上所述第一预设平面两端的滑块分别与所述第一边界条件和所述第二边界条件进行连接；
第三处理模块，用于在所述基本单元模型施加压力，并通过离散分析得到所述基本单元模型的受力数据，在所述串联系统模型施加压力，并通过离散分析得到所述串联系统模型的受力数据；
第四处理模块，用于根据所述基本单元模型的受力数据和所述串联系统模型的受力数据，演化螺纹面局部的滑移行为。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至权利要求8中任一项所述的表征螺纹面局部滑移行为的模拟方法的步骤。
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| CN103335825A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 一种螺栓拧紧力系数测量方法 |
| CN109241598A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-18 | 大连理工大学 | 一种基于微动摩擦理论的螺纹松脱分析方法 |
| CN110008540A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-12 | 东南大学 | 一种基础激励下的舱段对接螺栓连接松动模拟方法 |
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