【技术实现步骤摘要】
一种基于界面软硬程度设计的装配体动静态性能提升方法
本专利技术涉及一种机械装备装配体动静态性能提升技术，具体是指一种基于界面软硬程度设计的装配体动静态性能提升方法。
技术介绍
机械装备是由若干零部件通过各种连接方式组装而成具有特定功能的装配集成体。装配连接界面起着传递运动、力、力矩以及转矩等物理信息的作用，同时也决定着机械装备的静态(界面分布力、连接机械刚度等)和动态性能(模态频率、动态响应等)，是承载和保障机械装备实现特定功能的关键载体。模态分析以识别系统模态参数为最终目标，为机械装备振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据，带有装配连接界面的装配体模态动态性能优化对于高端装备服役性能保障有着至关重要的作用。譬如某航空发动机压气机在服役过程中叶片由于共振疲劳产生断裂，给国防事业带来安全隐患和经济损失；高端数控机床某部分的模态频率过低导致振动响应过大，严重影响成品质量；高铁某部件在运行过程中与外界输入产生共振，影响受众安全。现有技术中，多通过结构设计、优化装配工艺等技术来解决高端装备的振动问题，但是...
【技术保护点】
1.一种基于界面软硬程度设计的装配体动静态性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将拓扑优化设计后的连续弹性模量分布的装配结合面软硬程度布局离散为N个子区域，N＝P×Q，P、Q为整数；每个子区域T包含n个规则网格，根据第i个网格的弹性模量E
【技术特征摘要】
1.一种基于界面软硬程度设计的装配体动静态性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将拓扑优化设计后的连续弹性模量分布的装配结合面软硬程度布局离散为N个子区域，N＝P×Q，P、Q为整数；每个子区域T包含n个规则网格，根据第i个网格的弹性模量Ei，横截面积Ai与厚度Hi，获得每个子区域T的当量弹性模量ET，当量厚度HT，其中i＝1,2…n；
2)根据装配结合面的N个子区域的当量弹性模量和当量厚度，确定装配结合面表面涂层材料的种类TY，涂层加工方式WA与涂层质量DO，根据涂层材料的种类TY得到材料矩阵[TY]P×Q，根据涂层加工方式WA得到加工矩阵[WA]P×Q，根据涂层质量DO得到质量矩阵[MK]P×Q；
3)将材料矩阵[TY]P×Q、加工矩阵[WA]P×Q和质量矩阵[MK]P×Q作为参数输入表面涂层加工设备，对装配结合面进行分区加工。
2.根据权利要求1所述的一种基于界面软硬程度设计的装配体动静态性能提升方法，其特征在于，拓扑优化设计后的连续弹性模量分布的装配结合面软硬程度布局通过以下过程得到：
(1)对于机械装备使用有限元数值进行网格离散化处理，设置材料属性及边界条件，构建有限元数值模型；
(2)计算有限元数值模型的动态性能优化目标函数f＝-W1，设置约束条件D≤Dmax以及Smin≤S≤Smax，根据各个网格的弹性模量值进行网格密度等效，得到等效密度矩阵ρ；
其中，W1为最小模态频率，Dmax为最大允许接触压力方差值，Smin、Smax为接触刚度允许最小值、最大值；
判定目标函数值是否满足f≤ε或者迭代步数k≤KMAX，若满足，得到拓扑优化设计后的连续弹性模量分布的装配结合面软硬程度布局；若不满足，则进行步骤(3)；其中，ε为常数，KMAX为最大允许迭代次数；
(3)设置迭代加速因子α＝[αfαDαS]，计算目标函数f对等效密度矩阵ρ的导数接触压力方差D对ρ的导数以及界面连接刚度S对ρ的导数然后进行优化区域有限元网格的等效密度更新；优化区域为有限元数值模型上距离接触面3-5mm的网格区域；
(4)将步骤(3)更新后的等效密度赋予优化区域中的各个网格，然后进行步骤(1)。
3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：林起崟，杨楠，洪军，周意葱，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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