[发明专利]一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法及系统

权利要求书

1.一种螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型；

(2)以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)；

(3)在第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的节点之间、第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的节点之间建立若干弹簧阻尼单元；

(4)将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值；

在步骤(1)中，建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型包括如下步骤：

第一被连接件(1)与螺栓的第一接触区域(3)为圆环，第二被连接件(2)与螺栓的第二接触区域(4)为圆环，建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)内第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型，在第一接触区域(3)有均匀分布的第一节点(51)，在第二接触区域(4)内有均匀分布的第二节点(52)；

建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)外第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型。

2.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(2)中，以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)包括如下步骤：

在第一接触区域(3)的圆心处建立第一梁单元节点(6)，在第二接触区域(4)的圆心处建立第二梁单元节点(7)；

在第一梁单元节点(6)和第二梁单元节点(7)间建立梁单元(8)；

赋予梁单元(8)圆形截面属性，其直径值与螺栓有效直径一致。

3.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(3)中，建立若干弹簧阻尼单元包括如下步骤：

第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的每一第一节点(51)建立一个弹簧阻尼单元，形成第一组弹簧阻尼单元(9)；

第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的每一第二节点(52)建立一个弹簧阻尼单元，形成第二组弹簧阻尼单元(10)。

4.根据权利要求1所述的螺栓连接的有限元高精度简化建模方法，其特征在于：在步骤(4)中，将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值包括如下步骤：

将第一组弹簧阻尼单元(9)根据其与第一梁单元节点(6)的距离等分为三组，由近及远分别为第三组弹簧阻尼单元(11)、第四组弹簧阻尼单元(12)和第五组弹簧阻尼单元(13)；

将第二组弹簧阻尼单元(10)根据其与第二梁单元节点(7)的距离等分为三组，由近及远分别为第六组弹簧阻尼单元(14)、第七组弹簧阻尼单元(15)和第八组弹簧阻尼单元(16)；

对上述每组弹簧阻尼单元赋予同一个刚度值和同一个阻尼值。

5.一种螺栓连接的有限元高精度简化建模系统，其特征在于包括：

第一模块，用于建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型；

第二模块，用于以第一接触区域(3)的圆心和第二接触区域(4)的圆心为节点，建立代表螺栓的梁单元(8)；

第三模块，用于在第一梁单元节点(6)与第一接触区域(3)的节点之间、第二梁单元节点(7)与第二接触区域(4)的节点之间建立若干弹簧阻尼单元；

第四模块，用于将弹簧阻尼单元分组，每组赋予同一个刚度值和同一个阻尼值；

建立第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型包括如下步骤：

第一被连接件(1)与螺栓的第一接触区域(3)为圆环，第二被连接件(2)与螺栓的第二接触区域(4)为圆环，建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)内第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型，在第一接触区域(3)有均匀分布的第一节点(51)，在第二接触区域(4)内有均匀分布的第二节点(52)；

建立第一接触区域(3)和第二接触区域(4)外第一被连接件(1)和第二被连接件(2)的有限元模型。