[发明专利]一种高速动车侧窗粘接强度的快速分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速动车侧窗粘接强度的快速分析方法，更具体而言,涉及一种应用于高速动车侧窗与车体粘接强度的快速分析方法。

背景技术

高速动车的侧窗与车体采用粘接的形式连接，在采用有限元方法对粘接强度进行分析的过程中，车体、玻璃、窗框一般采用壳单元，粘接剂采用体单元。传统分析方法通常只能将车体车窗和粘接剂整体建模,考虑到粘接剂厚度方向尺寸很小，因此在有限元建模的时候车体单元尺寸不能太大，这将使得车体有限元模型的节点和单元数量高达数百万，而且当粘接剂的尺寸重新设计的时候，车体、玻璃、粘接剂、窗框的有限元模型的修改工作量非常巨大，这不仅会大大延长分析周期,同时对硬件设施也有了更苛刻的要求。

发明内容

本发明提出一种高速动车侧窗粘接强度的快速分析方法，能够减少重复建模，降低工作量；减少有限元模型单元数量，提高计算效率。

一种高速动车侧窗粘接强度的快速分析方法，窗框3通过窗框与车体粘接剂2与车体1粘接在一起，玻璃5通过玻璃与窗框粘接剂4与窗框3粘接在一起，具体分析方法如下：

步骤一：建立车体1的大尺寸单元有限元模型；

步骤二：建立窗框与车体粘接剂2、玻璃与窗框粘接剂4、玻璃5、窗框3的小尺寸单元有限元模型；

步骤三：在各个工况下，对车体1大尺寸有限元模型进行强度分析，获得车体上所有节点变形的位移；

步骤四：以窗框与车体粘接剂2有限元模型上表面，即与车体1粘接接触面上，任意节点O所在坐标为圆心，查找车体1有限元模型下表面，即与窗框与车体粘接剂2粘接接触面上，一定半径R内的所有节点；

步骤五：计算步骤四找到的节点与点O之间的距离，根据距离由近到远进行排序，并依次命名为1,2,3,4,5……；

步骤六：判断点O是否落在点1,2,3组成的三角形内部，若点O在点1,2,3组成的三角形内部，则进行下一步；若点O不在点1,2,3组成的三角形内部，则依次判断点(1,2,4)，(1,2,5)，(1,3,4)，(1,3,5)，(1,4,5)，(2,3,4)，(2,3,5)，(2,4,5)，(3,4,5)组成的三角形，若三点共线，则判断下一组的三个点，直到点O落在一个三角形内部为止，然后进行下一步；

步骤七：通过步骤六找到点O落在某三角形内部，假设组成该三角形的三节点为A、B、C，分别计算点OAB、OAC、OBC、ABC组成三角形的面积，记为S_OAB、S_OAC、S_OBC、S_ABC；

步骤八：根据步骤三车体1有限元模型在各个工况下的强度分析，已经获得车体所有节点在XYZ方向的平动位移及转动位移，假设节点A在XYZ三个方向的平动位移为D_XA、D_YA、D_ZA，节点A在XYZ三个方向的转动位移为R_XA、R_YA、R_ZA，同理，节点B、C在XYZ方向的平动位移及转动位移分别为D_XB、D_YB、D_ZB、R_XB、R_YB、R_ZB、D_XC、D_YC、D_ZC、R_XC、R_YC、R_ZC；

步骤九：根据点A、B、C在XYZ方向的平动与转动位移，采用三角形面积插值的方法，获得点O在XYZ方向的平动与转动位移D_XO、D_YO、D_ZO、R_XO、R_YO、R_ZO，

具体插值如下：

步骤十：根据步骤四到步骤九获得窗框与车体粘接剂2有限元模型上表面，即与车体1粘接接触面上所有节点在XYZ方向的平动与转动位移；

步骤十一：将窗框与车体粘接剂2有限元模型上表面，即与车体1粘接接触面上所有节点在XYZ方向的平动与转动位移，加载到步骤二建立的窗框与车体粘接剂2、玻璃与窗框粘接剂4、玻璃5、窗框3有限元模型中对应的节点上；