武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所)别瑜获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所)申请的专利一种机械结构冲击强度分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115906312B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211410597.8,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种机械结构冲击强度分析方法是由别瑜;彭俊荣;肖霆;李宇阳;张艺耀设计研发完成,并于2022-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种机械结构冲击强度分析方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种机械结构冲击强度分析方法,依次包括3D模型简化,材料属性设置,有限元分析前的网格划分,评估网格质量,边界条件设置,约束与连接分析,冲击响应谱载荷施加,对三维数字化模型进行模态仿真分析,评估模态参数,冲击响应谱分析,结果后处理等步骤;相比现有技术,本发明分析方法可以极大简化计算量,节省计算时间和硬件成本。
本发明授权一种机械结构冲击强度分析方法在权利要求书中公布了:1.一种机械结构冲击强度分析方法,其特征在于:包括以下步骤 步骤S1,将机械结构的三维数字化模型进行简化处理,去掉对受力影响不大的部件或结构特征,得到包括单个部件、多体的单部件或者多个部件的装配体的简化模型; 步骤S2,对包括弹性模量、密度、泊松比、阻尼、屈服强度在内的材料属性进行设置; 步骤S3,将三维数字化模型划分成有限个单元体,对单元体进行网格划分,其中单元体的类型为四面体、六面体或三棱柱; 步骤S4,评估网格质量是否满足计算要求,若不满足,则返回步骤S3重新划分网格,若满足则进入下一步; 步骤S5,对机械结构进行包括位移边界条件、应力边界条件、接触参数在内的边界条件进行设置; 步骤S6,在一个或多个方向对三维数字化模型施加冲击载荷; 令机械结构对冲击振动的微分方程为式中ξ为结构阻尼比,其取值范围0.01~0.1,δt为单位幅值冲击载荷,A为冲击载荷的幅值; 根据冲击载荷的傅里叶变换公式将冲击载荷转换成有限个谐波分量,将公式中的谐波分量提取m个谐波分量近似替代原单位幅值冲击载荷,控制误差5%以内,得到冲击振动微分方程冲击载荷一个分量的稳态响应的计算式为分别取固有频率ωn为ω1、ω2、ω3、…、ωk,对于每一阶结构的固有频率,冲击载荷各级谐波分量的响应分别为x1、x2、x3、…、xm,其最大频率响应为: y1=max{x1,x2,x3,…,xm} y2=max{x1,x2,x3,…,xm} y3=max{x1,x2,x3,…,xm} … yk=max{x1,x2,x3,…,xm}; 根据数据处理后得到各阶固有频率与冲击载荷各级谐波分量的最大加速度响应的对应关系,得到转换后的冲击响应谱; 步骤S7,对三维数字化模型进行模态仿真分析,得到包括模态振型、固有频率、模态参与系数在内的模态参数; 步骤S8,评估模态参数是否满足计算精度的要求,若不满足要求则返回步骤S7调整模态分析参数,重新计算,若满足则进入下一步; 步骤S9,采用单点响应谱或多点响应谱,设置模态合并方法、载荷的缩放系数进行冲击响应谱分析; 步骤S10,处理分析结果,得到机械结构的应力分布云图、位移云图以及沿指定路径方向的应力曲线; 步骤S11,提取应力集中部位的应力值; 步骤S12,判定各应力值是否为应力奇异点,若存在应力奇异,则返回步骤S3,重新调整网格划分方法、网格参数,重新划分网格; 步骤S13,将得到的应力值与材料的强度极限进行对比,输出分析结果。
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