校核桥壳琵琶孔与减壳螺栓接触状态的有限元分析方法与流程

本发明属于有限元分析，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：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、步骤1、利用三维建模软件建立桥壳及减壳的数学模型；

4、步骤2、对模型进行简化；

5、步骤3、存成或导出分析软件可识别的文件格式；

6、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；

7、步骤5、将零件数学模型导入有限元分析软件；

8、步骤6、对零件数学模型进行体网格划分；

9、步骤7、给数学模式或单元添加材料,并输入材料参数；

10、步骤8、在数学模型上或有限元上施加边界条件和载荷；

11、步骤9、在软件中设置解算输出项；

12、步骤10、解算并显示解算结果。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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：

18、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；

19、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。

20、作为一种优选的实施方式，步骤8中施加载荷的方法为：

21、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；

22、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。

23、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。

24、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。

25、采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

26、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。

技术特征：

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：

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：

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：

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。

技术总结
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。

技术研发人员：刘本友,纪建奕,马长城,杨朝会,马翠贞,刘宗强,林兴旺
受保护的技术使用者：青岛青特众力车桥有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17