一种片簧参数的配置方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数值分析和参数配置领域，具体涉及一种片簧参数的配置方法。
【背景技术】
[0002]检波器研制过程中，片簧谐振频率是影响产品性能的关键因素，而配对片簧的固有频率决定了其谐振频率。片簧的固有频率与其材质、结构尺寸、结构形式、成型过程等因素有关。在现阶段只能生产出片簧样品后通过试验对其固有频率进行测定，然后不同固有频率的片簧组装起来，再通过试验对组装后的片簧谐振频率进行测定，挑出满足要求的片簧用于检波器。检波器的设计生产过程只能依靠试验，不仅耗费时间，还造成了大量试验样品和不合格品，极大增加了产品研制成本，延长了产品研制周期。仅通过试验也无法在短时间内验证各设计参数对产品性能的影响。片簧谐振频率的数值分析技术不够成熟，现有技术无法直接对检波器进行分析。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种片簧参数的配置方法，通过构建片簧的参数化平面投影模型，然后对簧片成型过程进行数值分析，获得单个片簧的三维模型，再对单个片簧的固有频率进行分析，进而对片簧对的谐振频率进行数值分析，最终通过数值分析结果对片簧的参数进行配置。
[0004]本发明提供了一种片簧参数的配置方法，该方法包括如下步骤:
[0005]步骤1、根据设计方案获取片簧的参数化平面投影模型；
[0006]步骤2、将片簧的参数化平面投影模型导入有限元处理单元进行离散化处理，获得片簧二维离散模型；
[0007]步骤3、根据片簧成型加工过程，设置片簧二维离散模型的边界条件；
[0008]步骤4、在步骤3的基础之上，引入片簧成型过程的工装，根据片簧的加工成型过程，设置工装的边界条件；
[0009]步骤5、在步骤3和步骤4的基础之上，运用数值分析方法对片簧成型过程进行数值分析，提取片簧二维离散模型中各节点的法向位移；
[0010]步骤6、根据步骤5获得的各节点法向位移，将片簧二维离散模型的各节点移动相应的距离，获得成型后的第一片簧三维数值模型；
[0011]步骤7、重复步骤I?步骤6，获得与第一片簧三维数值模型配对的第二片簧三维数值模型；
[0012]步骤8、将所述两个片簧三维数值模型按照在检波器里的位置关系进行装配，获得片簧的数值模型；
[0013]步骤9、按照检波器工作时的约束关系，设置片簧的边界条件；
[0014]步骤1、对片簧的谐振频率进行数值分析，获得片簧的谐振频率和振型；
[0015]步骤11、将片簧谐振频率的分析值与期望值进行对比分析，更改片簧相应的设计参数，并根据所述设计参数对片簧进行配置。
[0016]进一步的，所述步骤I中建立片簧的参数化平面投影模型具体为将片簧的关键结构尺寸参数化，以便衡量相关参数对片簧固有频率的影响。
[0017]进一步的，所述步骤2具体为，将步骤I获得的片簧的平面模型导入有限元处理单元，基于有限元理论对片簧的平面模型进行离散化处理。
[0018]进一步的，所述步骤3具体为，对步骤2获得的片簧二维离散模型进行工程化处理，约束片簧二维离散模型外圈各节点的所有自由度，约束内圈各节点除法向平动外所有的自由度。
[0019]进一步的，所述步骤4具体为，引入片簧成型工装，根据片簧成型过程中工装各部件的实际状况设置工装的边界条件，指定运动部件的运动方向和位移；同时将工装设置为刚性体，片簧二维离散化模型为柔性体，并对两者的接触面的相关参数进行设置。
[0020]进一步的，所述步骤6具体为，根据步骤5获得的片簧离散化二维模型各节点的位移，将片簧各节点沿着相应的方向移动相应的距离并固化，即得到成型后的第一片簧三维数值模型。
[0021]进一步的，所述步骤9具体为，根据检波器工作时片簧的边界条件对片簧的自由度和位移进行约束，确立配对的两个片簧之间的相对位置和约束关系。
[0022]进一步的，所述步骤11具体为，根据步骤10获得的结果，适当修改部分设计参数，获得新的谐振频率和振型，通过谐振频率和振型随相关参数变化的趋势，并参考各参数对片簧谐振频率和振型的影响，从而对片簧的参数进行配置。
[0023]发明的有益效果:采用本发明的片簧谐振频率的配置方法能直接通过数值分析获得不同参数片簧的固有频率及不同参数片簧配对后的谐振频率，为检波器研发开辟了新的途径。通过本发明的方法，检波器谐振频率分析精度达到90%以上，能快速分析各设计参数对检波器性能的影响，节省了试验环节，极大的缩短了检波器研制周期;减少了研制过程中样品的生产数量，降低了产品研制成本，促进了产品系列化进程。
【附图说明】
[0024]图1本发明的片簧的参数化示意图；
[0025]图2本发明的成型后片簧三维有限元示意图；
[0026]图3本发明的片簧整机有限元示意图；
[0027]图4本发明的片簧参数的配置方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案进行进一步详细的解释和说明。
[0029]图4为本发明的片簧参数的配置方法流程示意图。
[0030]本发明提供一种片簧参数的配置方法，该方法包括如下步骤:
[0031 ]步骤1、获取片簧的参数化平面投影模型；
[0032]根据片簧各部分的尺寸和位置关系，建立片簧的平面模型。进一步根据设计意图，将影响片簧谐振频率的关键尺寸参数化，以便后期随时对关键尺寸进行调整，在衡量关键尺寸对片簧谐振频率影响的同时，也能快速优化片簧的关键尺寸设置，在最短的时间内获得最佳配对，从而加速片簧的研发进程。
[0033]步骤2、将片簧的参数化平面投影模型输入到有限元处理单元进行离散化处理，从而获得片簧的二维离散模型；
[0034]将参数化的片簧平面模型以中间格式导出模型生成单元，获得用于数值分析的中间模型数据。将该中间模型数据导入有限元处理单元，清理掉多余的点、线、面等几何元素，检查模型，对丢失的几何特征进行修补。同时对不影响数值分析结果、可能造成结果发散的小特征进行简化处理。在此基础上，根据有限元理论，对片簧几何模型进行离散化处理，合理设置网格尺寸，优化网格质量，获得片簧的离散化平面模型。
[0035]步骤3、根据片簧成型加工过程，设置片簧二维离散模型的边界条件。
[0036]根据片簧成型加工过程外圈固定，内圈法向下压后在进行热塑成型的特点，约束片簧外圈所有节点的各方向的自由度，约束片簧内圈各节点除法向平动以外各方向的自由度。
[0037]步骤4、在步骤3的基础之上，引入片簧成型过程的工装，根据片簧的加工成型过程，设置工装的边界条件。
[0038]引入参与片簧成型过程的工装模型，根据加工实际情况，设置成型工装的位移和自由度。将工装设置为刚性平面，片簧离散化的平面模型为柔性体，并对两者的接触参数进行合理设置。
[0039]步骤5、在步骤3和步骤4的基础之上，基于非线性有限元理论运用Lagrange乘子法对片簧接触成型过程进行分析计算，提取片簧二维离