[发明专利]一种螺栓实体网格建模与加载方法

权利要求书

1.一种螺栓实体网格建模与加载方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，在Hypermesh软件中建立变速器壳体总成、变速器壳体总成上所使用的齿轮轴和轴承的有限元模型，再采用TCL语言创建变速器壳体总成上所使用的全部螺栓的有限元模型；

步骤二，创建约束点-变速器壳体部分节点的rigid连接单元，并施加约束；

步骤三，应用TCL语言自动区分螺栓型号并施加螺栓预紧力：

一，应用TCL语言自动创建螺栓预紧力加载点；

二，应用TCL语言自动施加螺栓预紧力；

三，应用TCL语言自动创建螺栓预紧面；

四，应用TCL语言自动关联螺栓预紧力加载点、预紧面以及螺栓预紧力加载点处施加的预紧力；

五，应用TCL语言自动创建螺栓预紧载荷步；

步骤四，在Hypermesh软件中施加变速器壳体总成密封压力计算载荷：按实际工况载荷在变速器壳体总成上的相应加载点处施加载荷；

步骤五，通过Hypermesh软件导出步骤一至步骤四的计算文件，用于变速器壳体总成的仿真分析。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓实体网格建模与加载方法，其特征在于所述步骤一的具体过程如下：

一，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成的几何模型，并建立其有限元模型；

二，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成上所使用的全部螺栓的几何模型，首先建立某一个螺栓的有限元模型，再应用TCL语言创建与该螺栓同组类的全部螺栓的有限元模型，其他组类螺栓的有限元模型据此重复进行创建，进而创建出全部螺栓的有限元模型；

三，向Hypermesh软件中输入变速器壳体总成上所使用的齿轮轴和轴承的几何模型，并建立齿轮轴和轴承的有限元模型；

四，定义零件材料属性：

定义变速器壳体总成为铝材，并定义材料弹性模量为74000MPa，泊松比为0.3；定义螺栓、齿轮轴和轴承为钢材，并定义材料弹性模量为2.1e5 MPa，泊松比为0.3；

五，定义接触关系：

定义螺栓的螺帽部分与变速器壳体总成接触面为接触关系，摩擦系数为0.1；定义螺栓的螺杆部分与变速器壳体总成上的螺栓孔为接触关系，摩擦系数为0.1；定义变速器壳体总成其余相邻接触面为接触关系，摩擦系数为0.1。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓实体网格建模与加载方法，其特征在于所述步骤一中建立螺栓的有限元模型具体步骤如下：

步骤a，将所有螺栓按螺杆直径分组，相同直径的螺栓分为一组，并将螺栓按照螺杆直径命名；

步骤b，在Hypermesh软件调取出任一螺栓的几何模型，用垂直于其螺杆的平面在其螺杆上小于被连接件一4厚度处将螺杆切割为上下两部分封闭体；用四面体网格划分上下两部分封闭体的几何，上下两部分封闭体共用切割面的所有节点，螺杆部分与变速器壳体总成上螺栓孔的网格节点相同，且上下两部分封闭体分别命名为bolt1_M8_1、bolt1_M8_2；

步骤c，应用TCL语言调用*createbestcirclecenternode lines命令获取螺栓的螺杆底部中心点；

步骤d，调用*createlistpanelnodes命令依次指定步骤b中取出螺栓的网格模型即有限元模型位置、其余待建模螺栓位置；

步骤e，调用*duplicatemark elements、*translatemark elements命令一次创建与步骤b中取出螺栓同族的所有螺栓的有限元模型；

步骤f，对与步骤b中取出螺栓不同组类的其他种类螺栓，重复步骤b-e，建立全部螺栓的有限元模型。

4.根据权利要求3所述的一种螺栓实体网格建模与加载方法，其特征在于所述步骤b中的被连接件一4为采用螺栓固定的两个部件中靠近螺帽的部件。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓实体网格建模与加载方法，其特征在于所述步骤b中用于切割螺栓的垂直于螺杆的平面为螺栓切割面(3)。