[发明专利]一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法在审
申请号: | 201310611752.7 | 申请日: | 2013-11-26 |
公开(公告)号: | CN103678781A | 公开(公告)日: | 2014-03-26 |
发明(设计)人: | 薛立鹏;方红荣;陈二锋;叶超;江海峰 | 申请(专利权)人: | 北京宇航系统工程研究所;中国运载火箭技术研究院 |
主分类号: | G06F17/50 | 分类号: | G06F17/50 |
代理公司: | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人: | 范晓毅 |
地址: | 100076 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | 本发明涉及一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法,根据阀门实用工况,构建阀门AMESim动特性仿真模型,选用合适的碰撞分析模型快,分析各运动部件的位移、速度、加速度,根据结构和各部件之间的相对的运动关系,判断部件之间是否会发生碰撞并给出部件之间发生碰撞时的相对速度,基于Abaqus的Dynamic Explicit非线性模块分析部件之间的碰撞效应,给出碰撞时结构上的应力场分布,判断其是否会发生结构破坏,为设计或改进提供理论指导。 | ||
搜索关键词: | 一种 阀门 部件 运动 碰撞 仿真 分析 方法 | ||
【主权项】:
一种阀门动部件运动与碰撞仿真分析方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤(一)、利用AMESim软件建立阀门动特性仿真模型,得到阀门动部件的运动特性,判断阀门动部件之间是否发生碰撞,若发生碰撞时,给出碰撞速度,具体实现方法如下:(1)、根据阀门结构组成,从AMESim软件中的气动元件库、热气动元件库、机械元件库、控制元件库、热元件库中选出需要的功能模块,并按照阀门结构的连接关系将选出的功能模块进行连接;(2)、从每个功能模块中选出一个需要的子模型,并根据需要选择理想气体模型、半理想气体模型、实际气体模型或自建物性模型;(3)、设置各个功能模块的计算参数,所述计算参数包括初值参数和状态参数,其中初值参数指所有变化物理量的初始值,状态参数为计算过程不变的参数;(4)、在AMESim软件的运行模式下设置分析模式、存储频率和容差,并选择运行模式和分析模式,从而完成阀门动特性仿真模型的建立;(5)、运行阀门动特性仿真模型,输出阀门动部件的位移随时间的变化曲线、速度随时间的变化曲线、相对位移随时间的变化曲线和相对速度随时间的变化曲线,得出阀门动部件之间的相对的运动关系;(6)、根据阀门结构和所述阀门动部件之间的相对的运动关系,判断阀门动部件之间是否发生碰撞,若发生碰撞,给出动部件碰撞时的相对速度,并进入步骤(二);步骤(二)、采用Abaqus软件中的Dynamic Explicit非线性模块,建立有限元分析模型,分析阀门动部件之间的碰撞应力场分布,具体实现方法如下:(1)、根据阀门结构组成,在Abaqus软件中建立阀门动部件的几何模型,模型采用实体单元;(2)、为阀门动部件的几何模型中各个结构部件赋予材料属性,所述材料属性包括弹性模量、屈服强度、破坏强度及延伸率;(3)、在分析步中选择Dynamic Explicit;(4)、分别设置边界条件及载荷条件,其中边界条件为部件阀门动部件的固定,载荷条件为碰撞时的相对速度;(5)、对Abaqus软件中建立阀门动部件的几何模型,采用二维四节点单元进行网格划分,建立有限元模型;(6)、运行有限元模型,得出阀门动部件碰撞时结构上的应力场分布,输出结构上的最大应力;步骤(三)、根据步骤(二)中的最大应力进行判断,若最大应力值小于阀门动部件材料强度极限,则阀门动部件结构处于安全工作状态,若最大应力值大于阀门动部件材料强度极限,则对阀门动部件结构进行优化设计,重复步骤(一)、(二)对优化后的阀门结构进行分析,直至最大应力值小于阀门动部件材料强度极限。
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