[发明专利]螺纹孔六面体网格建模方法、系统及信息数据处理终端

摘要

本发明公开了一种螺纹孔六面体网格建模方法、系统及信息数据处理终端，涉及有限元仿真技术领域，螺纹孔六面体网格建模方法包括：步骤一，几何简化建模；步骤二，沿轴线对半切分螺纹孔；步骤三：螺纹扫描截面的切分；步骤四：螺纹截面的面网格划分；步骤五：螺纹第i次扫略；步骤六：螺纹末端截面的面网格生成；步骤七：螺纹第j次扫略；步骤八：轨迹线的轴向复制移动；步骤九：合并网格节点；步骤十：判断扫略次数是否达到螺纹牙数的两倍；步骤十一：删除面网格：删除所有的面网格，保留所有的六面体网格，完成螺纹孔的六面体网格简化建模。本发明在考虑螺距特征的同时，降低螺纹孔六面体网格建模难度，提高螺纹连接有限元分析的效率。

主权项

1.一种螺纹孔六面体网格建模方法，其特征在于：至少包括：步骤一，几何简化建模：在三维建模软件或有限元分析软件中，利用螺旋扫描的命令建立螺纹孔的三维简化几何特征；进行内螺纹孔的螺旋扫描时，以螺纹小径为基本圆柱，通过增加材料的方法，扫描出螺纹特征；步骤二，沿轴线对半切分螺纹孔：将所述三维简化几何特征导入到有限元软件中，过轴线将螺纹孔对半切分成左、右两部分；步骤三：螺纹扫描截面的切分：在步骤二对半切分形成的截面内，选择第一牙螺纹的切分截面进一步切分；建立L1、L2、L3、L4共计四条分割线，其中，L1平行于轴线，L1与轴线的距离等于螺纹大径的二分之一；L2、L3、L4分别垂直于轴线；上述四条分割线，将第一牙螺纹的切分截面进一步切分成一个梯形截面和两个矩形截面，所述的一个梯形截面和两个矩形截面共同组成网格的扫略截面；步骤四：螺纹截面的面网格划分：使用四边形网格对步骤三得到的一个梯形截面和两个矩形截面分别进行面网格划分；所述梯形截面网格层数不少于三层；与梯形截面相邻的矩形截面网格层数等同于梯形截面的网格层数；步骤五：螺纹第i次扫略，其中：i＝1、3、5、……、2n‑1，n为螺纹牙数：步骤二将螺纹孔几何特征对半切分后，每一牙螺纹的螺旋线均被切分成左、右两个部分；每个部分的螺旋线均包含五条，分别是S1、S2、S3、S4、S5；选择任意一条螺旋线作为扫略轨迹，将步骤四得到的面网格进行第i次网格扫略；步骤六：螺纹末端截面的面网格生成：在步骤五扫略得到的六面体网格末端，建立一层面网格，使得面网格的网格节点与六面体网格表面的节点相同；步骤七：螺纹第j次扫略，其中：j＝i+1：选择与步骤五扫略轨迹线左右对应的另一半螺纹螺旋线作为扫略轨迹，将步骤六生成的面网格进行第j次网格扫略，步骤七的网格单元长度与步骤五相同；步骤八：轨迹线的轴向复制移动：复制步骤五和步骤六网格扫略所用的轨迹线进行轴向移动，移动的距离等于螺距，生成下一牙螺纹扫略需要的轨迹线；步骤九：合并网格节点：重复步骤五至步骤七，形成下一牙螺纹的六面体网格；通过合并网格节点命令，将相邻层网格的节点进行合并，实现所有网格的共节点；步骤十：判断扫略次数是否达到螺纹牙数的两倍：如果扫略次数未达到螺纹牙数的两倍，则重复进行步骤五至步骤九；如果扫略次数达到螺纹牙数的两倍，则进行步骤十一；步骤十一：删除面网格：删除所有的面网格，保留所有的六面体网格，完成螺纹孔的六面体网格简化建模。