[发明专利]一种帘布结构铁路机车橡胶构件的分析方法

说明书

技术领域

本发明属于一种铁路机车构件的分析试验方法，具体涉及一种铁路机车橡胶构件的分析方法，尤其是指一种帘布结构的铁路机车橡胶构件的分析方法。 

背景技术

铁路机车的弹性构件涉及到弹性减振性能，因此一般都需要进行性能检测，铁路机车的弹性构件的主要材料是橡胶，其属于超弹性材料并具有较小的弹性模量，在承载时变形量很大，非线性程度很高。而帘布结构的铁路机车橡胶构件由于中间夹了一层或多层帘布，其结构更复杂。为了保证产品的性能，一般在产品设计时都会进行技术性能的分析，现在一般都是利用有限元技术对铁路机车橡胶构件进行分析；但是在利用有限元技术对帘布结构的铁路机车橡胶构件的变形行为进行仿真拟合时，往往会因为分析无法收敛而使计算失败。因此，为了使分析过程能够顺利完成，需要将帘布网格和橡胶网格设置成共节点形式。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有的铁路机车橡胶构件不适应帘布结构的铁路机车橡胶构件分析，容易导致分析无法收敛的不足，提出一种能适应帘布结构的铁路机车橡胶构件分析，促进分析顺利进行的铁路机车橡胶构件分析方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种帘布结构铁路机车橡胶构件分析方法，采用的共节点的分析方法，将铁路机车橡胶构件的几何模型首先导入网格处理软件（比如HYPERMESH超级网格划分利器）进行网格划分处理，并在帘布层所在的位置对几何实体进行切割；之后对橡胶构件进行体网格划分（六面体或者六面体为主的体网格）；然后提取帘布层所在的切割面的面网格，单独设置成一个面网格集SURFACE（面集）；将剩下的体网格设置成一个体网格集SOLID（体集），实现帘布与橡胶共平面同时也共节点，利用体网格生成完全共节点的面网格；之后将面网格集SURFACE和体网格集SOLID分别导入有限元分析软件，再进行后续常规分析计算。 

本发明所涉及的帘布结构的共节点分析方法，其优势在于可以很方便地实现帘布与橡胶共节点的目的，从而使分析能够顺利地完成。本方法克服了传统的帘布结构的铁路机车橡胶构件的分析方法中帘布的面网格和橡胶的体网格共平面但不共节点或者不共平面也不共节点而导致分析无法收敛并最终无法完成分析的缺陷。无论橡胶构件的几何形状如何，无论橡胶构件包含几层帘布，以及无论帘布的分布特征如何，本共节点分析方法都能生成共节点网格，从而使帘布结构的铁路机车橡胶构件的分析顺利完成。 

附图说明

图1是本发明一种帘布结构的铁路机车橡胶构件的共节点分析方法的一个实施例的流程图； 

图2本发明的一个实施例的帘布位置切分示意图；

图3本发明的一个实施例的体网格生成示意图；

图4本发明的一个实施例的利用体网格生成完全共节点的面网格示意图；

图5本发明的一个实施例的体网格生成面网格示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1的流程图对本发明作进一步的描述。 

从附图中可以看出，本发明涉及的一种帘布结构铁路机车橡胶构件分析方法，采用的共节点的分析方法，将铁路机车橡胶构件的几何模型首先导入网格处理软件（比如HYPERMESH超级网格划分利器）进行网格划分处理，并在帘布层所在的位置对几何实体进行切割；之后对橡胶构件进行体网格划分（六面体或者六面体为主的体网格）；然后提取帘布层所在的切割面的面网格，单独设置成一个面网格集SURFACE（面集）；将剩下的体网格设置成一个体网格集SOLID（体集），实现帘布与橡胶共平面同时也共节点，生成共节点网格；之后将面网格集SURFACE和体网格集SOLID分别导入有限元分析软件，再进行后续常规分析计算。 

此种帘布结构的铁路机车橡胶构件的共节点分析方法，主要包括以下步骤： 

步骤1，创建橡胶构件的几何模型；

步骤2，将几何模型导入网格划分软件，比如HYPERMESH；

步骤3，将几何模型根据帘布层位置进行几何切分，如附图2所示从几何模型1的中间位置2进行几何切分；

步骤4，对橡胶构件进行实体网格划分，并生产体网格集3（SOLID）；

步骤5，在帘布所在面上由橡胶体网格生成面网格，并将面网格设置成面网格集4（SURFACE）；实现帘布与橡胶共平面同时也共节点，利用体网格生成完全共节点的面网格；

步骤6，将面网格4和体网格3分别导入有限元分析软件，比如ABAQUS，再进行后续常规分析计算。