航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置制造方法及图纸

本公开提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，包括：确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。本公开能够在不进行试验的情况对接触磨损进行分析。

Analysis Method and Device for Contact Wear of Aviation Hydraulic Flared Tube Joints

The present disclosure provides an analytical method for contact wear of an aero-hydraulic flared pipe joint, which includes: determining the root mean square roughness of the contact surface of an aero-hydraulic flared pipe joint; simulating a random rough surface conforming to Gauss distribution according to the root mean square roughness; establishing a finite element model of the contact between the random rough surface and a rigid plane; and determining the contact surface according to the finite element model. The contact load between the random rough surface and the rigid plane determines the wear amount of the random rough surface according to the contact load. The present disclosure enables analysis of contact wear without testing.

【技术实现步骤摘要】
航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置
本公开涉及材料磨损
，尤其涉及一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置。
技术介绍
由于原材料以及加工等因素的影响，航空液压扩口管接头的接触面具有一定的粗糙度。当振动发生时，所安装的航空液压扩口管接头会发生磨损，易导致液压管产生故障，从而降低了安全可靠性。目前，人们主要通过试验对接触磨损进行分析。然而，由于航空液压扩口管接头的接触面的磨损量极小，难以通过试验进行分析。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置，能够在不进行试验的情况对接触磨损进行分析。根据本公开的一个方面，提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，包括：确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面包括：根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标包括：利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；建立自相关函数：其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量包括：将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：其中，为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限在本公开的一种示例性实施例中，根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷包括：采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分并赋予材料属性；通过向所述有限元模型施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。根据本公开的一个方面，提供一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，包括：均方根粗糙度确定模块，用于确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；随机粗糙表面模拟模块，用于根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；有限元模型建立模块，用于建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；接触载荷确定模块，用于根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；磨损量确定模块，用于根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。在本公开的一种示例性实施例中，所述随机粗糙表面模拟模块包括：点坐标确定模块，用于根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；随机粗糙表面模拟子模块，用于根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。在本公开的一种示例性实施例中，所述点坐标确定模块包括：白噪声序列生成模块，用于利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；自相关函数建立模块，用于建立自相关函数：其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；傅里叶变换模块，用于对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；逆傅里叶变换模块，用于对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；点坐标确定子模块，用于基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度。在本公开的一种示例性实施例中，所述磨损量确定模块用于将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：其中，为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限。在本公开的一种示例性实施例中，接触载荷确定模块包括：网格划分模块，用于采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分；接触载荷确定子模块，用于通过向所述有限元模型赋予材料属性，并施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。本公开的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法及装置，通过建立随机粗糙表面与刚性平面接触的有限元模型，可以确定随机粗糙表面与刚性平面之间的接触载荷，进而可以确定随机粗糙表面的磨损量。由于该随机粗糙表面是根据航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度模拟而成，从而可以通过随机粗糙表面的磨损量确定航空液压扩口管接头的接触面的磨损量。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法的流程图；图2为本公开实施方式的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法的步骤S110的流程图；图3为本公开实施方式中点云的示意图；图4为本公开实施方式中网格的示意图；图5为本公开实施方式中随机粗糙表面的示意图；图6为本公开实施方式中包括随机粗糙表面的模型的示意图；图7为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图8为本公开实施方式中τx为2、τy为2以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图9为本公开实施方式中τx为5、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图10为本公开实施方式中τx为10、τy为10以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图11为本公开实施方式中τx为5、τy为1以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图12为本公开实施方式中τx为10、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图13为本公开实施方式中τx为1、τy为5以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图14为本公开实施方式中τx为1、τy为10以及均方根粗糙度为0.8μm的随机粗糙表面的示意图；图15为本公开实施方式中τx为1、τy为1以及均方根粗糙度为0.5μm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，包括：确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。

【技术特征摘要】
1.一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，包括：确定一航空液压扩口管接头的接触面的均方根粗糙度；根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面；建立所述随机粗糙表面与一刚性平面接触的有限元模型；根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷；根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量。2.根据权利要求1所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，根据所述均方根粗糙度模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面包括：根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标；根据多个所述点坐标模拟一符合高斯分布的随机粗糙表面。3.根据权利要求2所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标包括：利用白噪声产生器函数生成白噪声序列zu(x,y)，对所述zu(x,y)进行傅里叶变换，得A(wx,wy)；建立自相关函数：其中，τx和τy分别为X方向和Y方向的自相关长度；对所述R(x,y)进行傅里叶变换，得P(wx,wy)；对Z(wx,wy)进行逆傅里叶变换，得z(x,y)，所述Z(wx,wy)等于P(wx,wy)A(wx,wy)；基于所述z(x,y)和第一预设公式，并根据所述均方根粗糙度确定多个点坐标，所述第一预设公式为：其中，ph(z)为高度分布函数，l为所述均方根粗糙度。4.根据权利要求1所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，根据所述接触载荷确定所述随机粗糙表面的磨损量包括：将所述接触载荷代入第二预设公式，以确定所述随机粗糙表面的磨损量，所述第二预设公式为：其中，为所述随机粗糙表面的磨损量，Fw为所述接触载荷，ks为所述随机粗糙表面的材料的粘着磨损常数，ρ为所述随机粗糙表面的材料的密度，σs为所述随机粗糙表面的材料的屈服极限。5.根据权利要求1所述的航空液压扩口管接头接触磨损的分析方法，其特征在于，根据所述有限元模型确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷包括：采用六面体单元和四面体单元对所述有限元模型进行网格划分并赋予材料属性；通过向所述有限元模型施加约束和载荷，以确定所述随机粗糙表面与所述刚性平面之间的接触载荷。6.一种航空液压扩口管接头接触磨损的分析装置，其特征在于，包括：均方根粗糙度确定模块，用于确定一航空液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，张雅玫，岳珠峰，侯振国，李昊阳，赵玉杰，李树琪，张显涛，李钱，张展，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61