一种金属网套的三维建模方法及其等效模型建模方法与流程

文档序号:26407947发布日期:2021-08-24 16:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种金属网套的三维建模方法,其特征是包括以下步骤:

1)考虑金属网套中金属丝交叠编织的情况,建立金属网套金属丝的运动轨迹方程;

2)对运动轨迹曲线进行扫描,得到单根丝的螺旋线;

3)对单根丝以设定角度进行圆周阵列,得到一股钢丝;

4)以一股钢丝为单位再进行等距的圆周阵列,得到完整的金属网套。

2.根据权利要求1所述的一种金属网套的三维建模方法,其特征是金属网套金属丝的运动轨迹方程为:

式中,r0为金属网套半径,θ为旋转角度,即单根丝与水平方向的夹角,p为单根丝螺旋线的螺距,n为金属丝在编织中的起伏次数,h为起伏高度。

3.一种金属网套的等效建模方法,其特征是对权利要求1或2所述建模方法得到的金属网套三维模型建立有限元分析等效模型,将金属丝股看成梁来进行受力分析,取金属网套中单丝来分析轴向刚度,将多丝受力和单股受力等效,使金属丝股等效为一根丝,得到金属网套的受力等效模型,用于有限元分析。

4.根据权利要求3所述的一种金属网套的等效建模方法,其特征是基于轴向刚度,作用在一股金属丝股上的力faxis分解为垂直于丝方向的fn和沿着丝方向的ft,在弹性范围内,金属丝股的轴向位移分别由法向位移wn和切向位移δs组成,在力faxis作用下,金属丝股的整体轴向位移为δp,

根据金属丝股的受力分析原理进行多丝受力分析,所述金属网套三维模型的多丝受力中,丝和丝之间相互独立,不产生接触,则在受到力作用时,每根丝移动位移相同,设共有m根丝,那么每根丝上受到的力为得到单丝受力的位移参数:

法相位移:其中

切向位移:其中

总位移:

其中,s是单丝初始长度,p是螺距,e是弹性模量,d'是单丝直径,i'是单丝的截面惯性矩,εt’是应变量,即受力后的形变量与原来长度的比值;

将多丝等效为金属丝股,得到金属网套的受力等效模型:将金属丝股的轴向受力模型作为等效后的模型,多丝轴向分析模型为等效前的模型,令等效后的模型和等效前的模型具有相同的轴向刚度,则在受到相同的轴向力faxis作用的情况下,等效前后模型产生的位移相同,即:

δp=δp'

求解得到等效直径d:

α为模型未受到轴向力faxis时的编织角;求得d后,使得一股丝等效为力学性能相同的一根丝,从而用于后续有限元计算。


技术总结
一种金属网套的三维建模方法及其等效模型建模方法,考虑金属网套中金属丝交叠编织的情况,建立金属网套金属丝的运动轨迹方程,由金属丝的运动轨迹方程构建得到金属网套三维模型,根据金属网套三维模型结合金属丝受力分析,得到金属网套受力的等效模型,用于有限元分析。本发明提出一种金属网套的三维建模方法,解决了丝与丝之间干涉、丝与丝之间接触过多影响后续有限元计算准确度的问题,提高了计算效率,以金属网套的轴向刚度为目标,建立金属网套的丝‑股等效模型,等效模型在线性阶段可以很好的吻合实验结果,提高了有限元分析的准确度。

技术研发人员:陈崇昆;黄大成;薛雄建;赵继方;刘艳;王昭君
受保护的技术使用者:航天晨光股份有限公司
技术研发日:2021.05.24
技术公布日:2021.08.24
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