[发明专利]一种燃油控制装置整体模态仿真分析方法

说明书

本申请提供了一种燃油控制装置整体模态仿真分析方法，所述方法包括：将燃油控制装置划分成多个子模块，对所述多个子模块赋予材料属性；基于所述燃油控制装置的安装方式和载荷，设置仿真边界条件；其中，所述仿真边界条件包括多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量；基于所述多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量，进行仿真求解。本申请提供的方法操作性更高，实用性更广；精度较高，误差可控制在1％～5％之内。

技术领域

本申请属于仿真分析技术领域，尤其涉及一种燃油控制装置整体模态仿真分析方法。

背景技术

燃油控制装置是航空发动机供油系统中关键部分，其依据发动机电子控制器命令而供给输运给发动机燃油。燃油控制装置依据功能不同，其复杂程度也不同，一般总零件数有500～1000个。其工作环境比较恶劣，尤其是发动机带来的振动载荷以及外界环境载荷，而燃油控制装置自身运转也会带来振动、液压力、结构力等自身载荷，内外载荷叠加，如果发生谐振、共振，会迅速导致燃油控制装置性能失调，因此必须在实物试验前，准确摸底得到燃油控制装置自身的模态特性，避免与发动机振动载荷产生谐振、共振。

但是对于燃油控制装置这种由数百个零件组成的产品，直接进行模态仿真分析几乎不可能，第一、由于零件数量众多，组合在一起彼此之间接触情况很难定义，而这又是仿真过程中是必须关注的；第二、由于组成燃油控制装置的数百个零件的形状、大小、材质差异巨大，模型装配在一起带来的前处理工作十分庞大，容易带来大量的“烂几何”问题，很难直接用于网格划分；第三、基于简化模型的方式虽然可以进行模态仿真，但带来误差很难量化，缺乏理论支撑。

因此需要开发一种精度较高、误差可控可量化，可以快速应对多零组件的“烂几何”问题的模态仿真分析方法。

现有有限元仿真技术也有无网格法，但是经过实践发现，无网格法不适用用复杂的、不规则的装配体，尤其是燃油控制装置，其靠硬件资源的大内存、大显存在支撑无网格技术，对硬件要求高。对比本方法，通过有限的简化措施，牺牲部分精度换取较精确的结果，对软硬件要求不高，本发明方法操作性更高，实用性更广。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提出了一种燃油控制装置整体模态仿真分析方法，所述方法包括：

将燃油控制装置划分成多个子模块，对所述多个子模块赋予材料属性；

基于所述燃油控制装置的安装方式和载荷，设置仿真边界条件；其中，所述仿真边界条件包括多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量；

基于所述多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量，进行仿真求解。

优选地，所述将燃油控制装置划分成多个子模块，包括：

将燃油控制装置基于装配关系、主次关系和功能关系划分成多个子模块。

优选地，所述将燃油控制装置划分成多个子模块，对所述多个子模块赋予材料属性包括：

在三维建模工具软件中将所述燃油控制装置划分成多个子模块，对所述多个子模块赋予材料属性；

优选地，所述方法还包括：

提取多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量；

将所述质心空间坐标和转动惯量输入仿真软件中，进行仿真求解。

优选地，在仿真软件中对燃油控制装置的主体框架赋予材料属性。

优选地，所述基于所述多个子模块的质心空间坐标以及X/Y/Z三个轴向的转动惯量，进行仿真求解之后，还包括：

得到仿真求解结果，并从所述仿真求解结果中提取模态数据；其中，所述模态数据包括第一固定模态和第一自由模态。