[发明专利]基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法

权利要求书

1.一种基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：测量真实金刚石杯型砂轮的几何尺寸，定义金刚石杯型砂轮几何模型的尺寸；

步骤二：观测金刚石杯型砂轮表面形貌，结合砂轮浓度，计算砂轮磨粒的平均间距，以此定义六面体磨粒模型；

步骤三：对金刚石杯型砂轮几何模型进行网格划分，建立六面体虚拟格子；

步骤四：初始定位六面体磨粒的中心面位于六面体虚拟格子的外表面，使六面体磨粒在虚拟格子内移动；

步骤五：根据实际磨粒的出刃高度，移动磨粒使其满足条件，确定金刚石杯型砂轮三维几何形貌模型；

步骤六：编写GUI插件，调用插件生成杯型砂轮参数化建模输入界面；

步骤七：在GUI界面输入参数，自动生成金刚石杯型砂轮三维几何形貌模型。

2.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤一中通过测量真实金刚石杯型砂轮的几何尺寸，建立带有中心孔直径为20mm、砂轮外直径为50mm、磨粒尺寸与砂轮底部槽宽可参数化输入的三维几何模型。

3.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤二中观测金刚石杯型砂轮的表面形貌，砂轮浓度为100％、磨粒粒度为180#的金刚石磨粒，其对应的金刚石磨粒尺寸范围为80um-63um；经磨粒的平均直径计算公式：d_gavg＝68M^-14，M为砂轮粒度，计算磨粒的平均直径；根据磨粒间距公式：l＝137.9M^-14(π/(32-S))^1/3计算磨粒的理论间距，其中，S＝(32-V_g/2)表示砂轮的结构参数，V_g为砂轮中磨粒体积百分比，单位％，将得到的磨粒间距值代入公式N＝2πr_s/l，r_s为杯型砂轮半径，计算砂轮表面上的磨粒数。

4.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤二中通过超景深显微镜观察砂轮表面形貌，经过图像滤波、增强、边缘检测、定位的磨粒边缘检测技术，获取磨粒的三维形貌信息，经简化将磨粒的形状设定为六面体。

5.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤三中对杯型砂轮几何模型进行网格划分，以磨粒间距l为边长，将杯型砂轮底部工作区划分成若干个边长为l的六面体，建立六面体虚拟格子，杯型砂轮几何模型底部带有四个槽的圆环结构区域被划分为多层六面体虚拟格子。

6.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤四中在杯型砂轮几何模型最外层六面体虚拟格子中创建六面体磨粒，初始定位六面体磨粒的中心面位于六面体虚拟格子的外表面。为调试出刃高度，六面体磨粒仅在虚拟格子出刃高度方向可移动。

7.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤五中对杯型砂轮表面形貌观测，获取磨粒的出刃高度，然后通过六面体磨粒的位置平移与实际磨粒出刃高度保持一致，确定金刚杯型石砂轮三维几何形貌模型。

8.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤六中使用RSG对话框构造器创建插件程序，并将插件程序保存方式设定为Standardplug-in，插件的保存目录为用户目录，将编写好的插件程序保存到安装目录下的Abaqus_plugins文件夹内，即可实现对插件程序的自动加载；重新启动Abaqus/CAE软件时，在软件窗口主界面的Plug-ins菜单内自动显示该插件的工具菜单，便可单击调用该插件。

9.根据权利要求1所述的基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，步骤七中在GUI界面输入磨粒尺寸和砂轮底部槽宽两个参数，将参数应用于模型，软件自动生成金刚石杯型砂轮三维几何形貌模型。