CN117828739A - 校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 - Google Patents
校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117828739A CN117828739A CN202410127470.8A CN202410127470A CN117828739A CN 117828739 A CN117828739 A CN 117828739A CN 202410127470 A CN202410127470 A CN 202410127470A CN 117828739 A CN117828739 A CN 117828739A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- finite element
- axle housing
- element analysis
- shell
- mathematical model
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000012356 Product development Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- 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]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/04—Constraint-based CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明提出了校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其步骤包括：步骤1、建立桥壳及减壳的数学模型并进行简化；步骤2、进入有限元分析软件，设置解算类型为静力学结构分析；步骤3、将零件数学模型导入有限元分析软件；步骤4、对零件数学模型进行体网格划分；步骤5、给数学模式或单元添加材料,并输入材料参数；步骤6、在数学模型上或有限元上施加边界条件和载荷；步骤7、在软件中设置解算输出项并解算，本发明使用有限元分析方法分析靠螺纹预紧力连接的接触面在加载载荷前后的接触状态，提取螺栓的预紧力变化情况，提前分析接触面的接触状态、接触压强以及接触面的相对滑移量，提高产品设计的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于有限元分析技术领域，特别涉及一种校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法。
背景技术
目前，靠螺纹预紧力连接的接触面之间一般不允许出现缝隙或发生相对滑移，尤其是有密封功能的接触面，对紧密性要求更高。通常，为验证接触面的接触状态，一般通过台架试验或路试进行验证，试验费用较高，效率较低。
企业为了加快产品开发周期，在样件生产以前就需要对产品性能做出有效的评估，使用有限元分析方法，可以解决以上问题，有限元分析(Finite Element Analysis)，简称FEA，是在近代计算机飞速发展的基础上而发展起来的一种近似数值方法，它以组成模型的许多相互作用的单元为求解对象来代替直接对复杂模型求解，从而实现复杂问题的简化，但通过它求得的解不是准确解，而是近似的一种解。在实际应用中，很多模型、工况过于复杂，甚至无法估算，但有限元分析方法适用广泛，近些年又不断更新和补充算法，已经成为解决工程问题和分析的重要手段。
发明内容
本发明提出一种校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，解决了上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其步骤包括：
步骤1、利用三维建模软件建立桥壳及减壳的数学模型；
步骤2、对模型进行简化；
步骤3、存成或导出分析软件可识别的文件格式；
步骤4、进入有限元分析软件，设置解算类型为静力学结构分析；
步骤5、将零件数学模型导入有限元分析软件；
步骤6、对零件数学模型进行体网格划分；
步骤7、给数学模式或单元添加材料,并输入材料参数；
步骤8、在数学模型上或有限元上施加边界条件和载荷；
步骤9、在软件中设置解算输出项；
步骤10、解算并显示解算结果。
作为一种优选的实施方式，步骤1中三维建模软件为UG、CAT IA。
作为一种优选的实施方式，对模型进行简化的方法为，取消销孔、螺栓孔、小倒圆、小倒角的特征。
作为一种优选的实施方式，步骤4中限元分析软件采用ANSYS Workbench、NXNASTRAN。
作为一种优选的实施方式，步骤7中给数学模式或单元添加的材料为Q460C或QT450-10；材料参数包括弹性模量，泊松比，密度。
作为一种优选的实施方式，步骤8中施加边界条件的施加方法为：
步骤80、约束桥壳两端轮距中心点，并远程关联桥壳两端轴承安装面，按汽车坐标系，约束左轮距处的UX、UY、UZ及RY，约束右轮距处的UX、UZ及RY；
步骤81、设置桥壳与减壳的接触面为摩擦接触，摩擦系数0.15。
作为一种优选的实施方式，步骤8中施加载荷的方法为：
步骤82、在桥壳和减壳匹配的螺栓孔内建立梁单元，并在梁单元上施加螺栓预紧力；
步骤83、在桥壳板簧座处施加冲击工况载荷，即额定载荷的2.5倍。
作为一种优选的实施方式，步骤9中在软件中设置解算的输出项包括接触面的状态、压强和相对滑移量。
作为一种优选的实施方式，解算并显示的解算结果包括接触面的状态、压强和相对滑移量。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明使用有限元分析方法分析靠螺纹预紧力连接的接触面在加载载荷前后的接触状态，提取螺栓的预紧力变化情况，提前分析接触面的接触状态、接触压强以及接触面的相对滑移量，提高产品设计的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1至图所示，一种校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，包括以下步骤：
步骤1：利用三维建模软件建立桥壳及减壳的数学模型，并装配到位，建模软件包括UG、CAT IA；
步骤2：对模型进行简化，取消不必要的几何特征。包括：销孔、螺栓孔、小倒圆、小倒角；
步骤3：存成或导出分析软件可识别的文件格式；
步骤4：进入有限元分析软件，设置解算类型为静力学结构分析，分析软件包括：ANSYS Workbench，NX NASTRAN等；
步骤5:将零件数学模型导入有限元分析软件；
步骤6：对零件数学模型进行体网格划分；
步骤7：给数学模式或单元添加材料,并输入材料参数。材料包括：Q460C、QT450-10；材料参数包括：弹性模量，泊松比，密度；
步骤8：在数学模型上或有限元上施加边界条件；约束的施加按以下原则：
1、约束桥壳两端轮距中心点，并远程关联桥壳两端轴承安装面，按汽车坐标系，约束左轮距处的UX、UY、UZ及RY，约束右轮距处的UX、UZ及RY；
2、设置桥壳与减壳的接触面为摩擦接触，摩擦系数0.15；
步骤9：载荷的施加分两个载荷步进行：
1、在桥壳和减壳匹配的螺栓孔内建立梁单元，并在梁单元上施加螺栓预紧力；
2、在桥壳板簧座处施加冲击工况载荷，即额定载荷的2.5倍；
步骤10：在软件中设置解算输出项，包括接触面的状态、压强、相对滑移量等。
步骤11：解算并显示解算结果，包括接触面的状态、压强、相对滑移量等。
本发明使用有限元分析方法分析靠螺纹预紧力连接的接触面在加载载荷前后的接触状态，提取螺栓的预紧力变化情况，提前分析接触面的接触状态、接触压强以及接触面的相对滑移量，提高产品设计的可靠。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，其步骤包括：
步骤1、利用三维建模软件建立桥壳及减壳的数学模型；
步骤2、对模型进行简化；
步骤3、存成或导出分析软件可识别的文件格式；
步骤4、进入有限元分析软件，设置解算类型为静力学结构分析；
步骤5、将零件数学模型导入有限元分析软件；
步骤6、对零件数学模型进行体网格划分；
步骤7、给数学模式或单元添加材料,并输入材料参数；
步骤8、在数学模型上或有限元上施加边界条件和载荷；
步骤9、在软件中设置解算输出项；
步骤10、解算并显示解算结果。
2.根据权利要求1所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤1中三维建模软件为UG、CATIA。
3.根据权利要求2所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述对模型进行简化的方法为，取消销孔、螺栓孔、小倒圆、小倒角的特征。
4.根据权利要求3所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤4中限元分析软件采用ANSYS Workbench、NX NASTRAN。
5.根据权利要求4所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤7中给数学模式或单元添加的材料为Q460C或QT450-10；材料参数包括弹性模量，泊松比，密度。
6.根据权利要求5所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤8中施加边界条件的施加方法为：
步骤80、约束桥壳两端轮距中心点，并远程关联桥壳两端轴承安装面，按汽车坐标系，约束左轮距处的UX、UY、UZ及RY，约束右轮距处的UX、UZ及RY；
步骤81、设置桥壳与减壳的接触面为摩擦接触，摩擦系数0.15。
7.根据权利要求6所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤8中施加载荷的方法为：
步骤82、在桥壳和减壳匹配的螺栓孔内建立梁单元，并在梁单元上施加螺栓预紧力；
步骤83、在桥壳板簧座处施加冲击工况载荷，即额定载荷的2.5倍。
8.根据权利要求7所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述步骤9中在软件中设置解算的输出项包括接触面的状态、压强和相对滑移量。
9.根据权利要求8所述的校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法，其特征在于，所述解算并显示的解算结果包括接触面的状态、压强和相对滑移量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410127470.8A CN117828739A (zh) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | 校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410127470.8A CN117828739A (zh) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | 校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117828739A true CN117828739A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90506450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410127470.8A Pending CN117828739A (zh) | 2024-01-30 | 2024-01-30 | 校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117828739A (zh) |
-
2024
- 2024-01-30 CN CN202410127470.8A patent/CN117828739A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111159943B (zh) | 一种动翼面封严结构的屈曲处理方法 | |
| CN113704872B (zh) | 一种提高汽车板簧疲劳仿真分析效率的方法 | |
| CN111931311B (zh) | 发动机零部件的结构优化方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN110968965B (zh) | 发动机盖动态疲劳分析方法 | |
| CN116049989A (zh) | 转向架数字孪生模型构建方法、系统、电子设备及介质 | |
| CN111709160B (zh) | 一种基于卡车底盘的行驶动态性能分析优化方法及系统 | |
| CN103177165A (zh) | 客车车身结构设计系统、客车侧翻仿真测试系统及方法 | |
| CN112329316B (zh) | 一种基于多体动力学的扭力梁强度分析方法 | |
| CN114139414A (zh) | 车辆电池托架总成性能测试方法、装置、设备和介质 | |
| CN117828739A (zh) | 校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法 | |
| CN117235926A (zh) | 减速机壳体合箱多螺栓仿真分析建模方法 | |
| CN110955933B (zh) | 一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法 | |
| CN116542106A (zh) | 一种用于汽车电驱动桥结构的仿真方法 | |
| CN115221607B (zh) | 疲劳分析方法、终端及存储介质 | |
| CN110287507A (zh) | 一种应用于恒压变量液压柱塞泵疲劳寿命分析方法 | |
| CN114117847A (zh) | 一种轮毂圆锥滚子轴承疲劳寿命预测方法 | |
| CN113806873B (zh) | 一种考虑冲压成形影响的金属材料碰撞失效仿真方法 | |
| CN117236113A (zh) | 背负式电池包框架总成的性能分析方法、装置 | |
| CN118133629A (zh) | 一种车辆行驶抖动分析方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN111079320B (zh) | 排气系统的虚拟路谱仿真分析方法 | |
| CN113935116B (zh) | 航空发动机波纹管低速冲击响应分析方法 | |
| CN114564797A (zh) | 一种道岔曲梁可靠性计算方法及系统 | |
| CN118133630A (zh) | 一种车辆爬坡抖动分析方法、装置、设备及存储介质 | |
| Duan et al. | Analysis on Fatigue Load and Life about the Frame of a Low-Speed Electric Vehicle Based on Multi-Body Dynamics | |
| CN114201804A (zh) | 一种基于abaqus平台的考虑路面不平顺的车桥耦合分析方法 |
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 |