[发明专利]一种接头约束载荷的分析方法

说明书

本发明公开了一种接头约束载荷的分析方法。所述接头约束载荷的分析方法包括如下步骤：步骤1：建立接头及其周边结构的有限元模型；步骤2：模型装配，其中，在装配时需把所有存在接触的面之间施加空间上的位置约束，使面与面之间不存在间隙；步骤3：创建分析步，生成边界条件及加载条件；步骤4：边界及接触定义，实时模拟接触状态；步骤5：进行计算，从而获取接头约束载荷。本申请的接头约束载荷的分析方法对接头及其周边结构(包括螺栓)一起建模，相对于现有技术仅对接头本身建模二忽略周边结构对接头的支撑刚度而言，具有计算结果更为准确的优点。采用本申请的接头约束载荷的分析方法可获得更准确的接头应力和约束载荷。

技术领域

本发明涉及直升机接头技术领域，特别是涉及一种接头约束载荷的分析方法。

背景技术

直升机是由各个系统(如传动系统、操纵系统等)组成的复杂旋翼飞行器，而接头则是各个系统与直升机机体结构连接的桥梁。接头的设计非常关键，接头设计得太弱会影响直升机的飞行着陆安全，设计得太强则会造成重量上不必要的浪费。对于直升机这种旋翼飞行器来说，每一克的重量都是至关重要的。要准确分析接头的强度，首先要准确分析接头的约束载荷，而这是比较困难的，这也是为什么我们在计算接头强度时要取接头附加安全系数的原因。

传统的接头强度分析一般是在接头与机体结构连接的螺栓处创建RBE2刚体元(代替螺栓)，并在刚体元的中心施加XYZ三个方向的平动约束，以此来计算接头约束载荷及接头本身的强度。但是此种方法的缺陷就是在刚体元中心处施加的约束为0，导致约束刚度过大，产生不真实的对拉载荷，而且这种对拉载荷量级很大，最终的结果就是计算出的接头约束载荷比真实的载荷偏大，进而导致接头和机体结构的应力水平偏高。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接头约束载荷的分析方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种接头约束载荷的分析方法，所述接头约束载荷的分析方法包括如下步骤：

步骤1：建立接头及其周边结构的有限元模型；

步骤2：模型装配，其中，在装配时需把所有存在接触的面之间施加空间上的位置约束，使面与面之间不存在间隙；

步骤3：创建分析步，生成边界条件及加载条件；

步骤4：边界及接触定义，实时模拟接触状态；

步骤5：进行计算，从而获取接头约束载荷。

优选地，所述步骤1中，对接头及其周边结构同时建模。

优选地，所述步骤3中采用的是非线性计算，初始增量步和最大增量步的值分别为0.01和0.1。

优选地，所述步骤4中，载荷作用在接头的耳孔中心，约束平板四条边的3个平动自由度。

本申请的接头约束载荷的分析方法对接头及其周边结构(包括螺栓)一起建模，相对于现有技术仅对接头本身建模二忽略周边结构对接头的支撑刚度而言，具有计算结果更为准确的优点。采用本申请的接头约束载荷的分析方法可获得更准确的接头应力和约束载荷，可在接头强度计算时不需考虑接头附加安全系数，有效的控制了整个机体结构的重量。

附图说明

图1是本申请第一实施例的接头约束载荷的分析方法的流程示意图。

图2是图1所示的接头约束载荷的分析方法的接头模型示意图。

图3是图1所述的接头约束载荷的分析方法中步骤3中一个增量步中的首次迭代的示意图。

具体实施方式