一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法技术

本发明专利技术涉及一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法利用有限元分析方法，对按摩椅小腿支架建立三维数模之后，将零部件三维数模上对受力影响小的特征作简化处理，从而减少不必要或非关键部件对结果收敛的影响；对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性、截面特性、零部件之间的约束关系、施加载荷、边界条件和场进行定义，建立静力通用和动力隐式两种分析步，对三维数模进行网格划分，然后创建分析作业任务并运行直至分析完成并对有限元模型的分析结果生成云图和分析数据。

【技术实现步骤摘要】
一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法
本专利技术涉及一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法。
技术介绍
现有的按摩椅小腿支架结构受力测试方法一般为物理试验方法，需要整个小腿组件安装于按摩椅机身，使人体模拟组件与按摩椅配合，在一定周期内完成按摩椅包含小腿支架受力在内的各项测试，使之符合设计要求。当前，实体单元精细化建模，尽管能准确反映结构的缝隙、材料屈服等非线性力学行为，但要求单元数量多，计算效率低，很难用于整体结构的大规模静动力弹塑性分析；以各力学方程为代表的宏观分析方法，尽管计算效率高，但无法深入构件截面内部展现构件损伤的具体位置及大小，无法满足计算精度要求。因此，亟待采用一种新型的有限元分析方法，使其可以解决按摩椅小腿支架受力问题的大规模快速准确计算，适用实际工程的静动力弹塑性分析。但是，现有按摩椅小腿支架结构受力测试方法在实际情况下，存在以下缺陷：(1)按摩椅小腿支架受力测试时间过长，严重影响项目开发周期。在市场变化迅速的今天，缺乏灵活性，套装组合性差。传统塑料缓冲需要一对一的模具，由高密度聚乙烯吹塑成目标模型。然后跟电钻电锯等电动工具产品装配置于盒子里。安全风险小，但总体成本较高。影响终端用户的使用成本。(2)同周期内结构受力测试数据单一，缺乏完整的数据比对和验证。因为按摩椅产品本身价值较高，对测试时间及测试场地都有较高要求，所以物理实验测试只能得到比较单一的是否失效的结论，缺乏数据的对比和多次验证。(3)按摩椅组装测试成本过高，不利于产品市场竞争。因为测试结果具有不确定性，如果测试产品失效，对应零部件将失去再次使用的可能，即进入报废流程。这一过程将无效的增加产品开发成本。(4)物理测试结果无法直观的看到部件内部各点的应力变化，对于受力问题改善分析缺乏导向性。因为按摩椅产品的很多零部件为注塑件或吹塑件，材料多为金属材质或硬质塑料，对于物理实验受力后样品无法直观看到材料本身内部的变化。(5)对于应力分析问题，有限元分析方法可以在设计初在材料选择和结构设计两个方向趋于合理的平衡。正常设计过程由于缺乏材料变形的原始数据，导致设计结果在受力需求上趋于过度或者不足两个方向，有限元分析法可合理提供设计过程中各个阶段的设计数据参考和校准，做到材料选择和结构设计的平衡。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，能够对按摩椅小腿支架结构进行受力分析。为实现上述目的，本专利技术提供一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，包括如下步骤：1)根据按摩椅小腿支架建立三维数模；2)对按摩椅小腿支架三维数模进行特征的简化处理；3)对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性及截面特性进行定义；4)建立分析步，分两个验证阶段分别建立静力通用和动力隐式两种分析步；5)定义零件之间的约束关系；6)定义施加载荷、边界条件和场；7)对三维数模进行网格划分；8)创建分析作业任务并运行直至分析完成；9)对有限元模型的分析结果生成云图和分析数据。优选地，在所述步骤2)中，将三维数模中对分析结果影响微弱的特征进行合并处理。优选地，在所述步骤2)中，将三维数模中的圆角和倒角特征进行合并处理，在螺栓与螺孔之间建立绑定约束。优选地，在所述步骤3)中，定义滚轮：POM聚甲醛材料、弹性模量为2.6E+9N/m2、泊松比为0.3859、质量密度为1390kg/m3；定义小腿连杆：SPCC冷轧钢板材料、弹性模量为2.05E+11N/m2、泊松比为0.29、质量密度为7870kg/m3；定义六角锁紧螺母、六角头轴肩螺钉、衬套、轴套、M6螺母、轴肩螺钉：Q235材料、弹性模量为2.10E+11N/m2、泊松比为0.28、质量密度为7800kg/m3。优选地，在所述步骤6)中，在静力分析步中，分别在滚轮圆周切向的垂直方向施加800N和3000N的静力；在动力分析步中，在滚轮圆周切向的垂直方向施加800-3000N递增的动力载荷。优选地，在步骤7)中，对小腿支架分析模型以拆分结构的技术方法分布划分为六面体单元，结点总数99041，单元总数80490，单元类型为C3D8I。如上所述，本专利技术涉及的一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，具有以下有益效果本专利技术的一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法利用有限元分析方法，对按摩椅小腿支架建立三维数模之后，将零部件三维数模上对受力影响小的特征作简化处理，从而减少不必要或非关键部件对结果收敛的影响；对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性、截面特性、零部件之间的约束关系、施加载荷、边界条件和场进行定义，建立静力通用和动力隐式两种分析步，对三维数模进行网格划分，然后创建分析作业任务并运行直至分析完成并对有限元模型的分析结果生成云图和分析数据。本专利技术的一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法较为方便且分析结果可信度较高。附图说明图1为按摩椅小腿支架模型；图2为按摩椅小腿支架变形(F＝800N状态)；图3为按摩椅小腿支架简化模型(网格)；图4为按摩椅小腿支架固定约束；图5为按摩椅小腿支架变形(F＝3000N状态)；图6为按摩椅小腿支架变形/未变形对比图；图7为按摩椅小腿支架变形方向云图；图8为按摩椅小腿支架内部变形(F＝3000N状态)；图9为接触约束弹性切向能量。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术提供一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，包括如下步骤：1)请参考图1，根据按摩椅小腿支架建立三维数模；2)请参考图1，对按摩椅小腿支架三维数模进行特征的简化处理；3)对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性及截面特性进行定义；4)建立分析步，分两个验证阶段分别建立静力通用和动力隐式两种分析步；5)定义零件之间的约束关系；作为一种具体实施方式，规定小腿支架轴套、螺栓螺柱的相互作用与接触；对螺栓进行绑定约束，并对应于分析步step-1；6)定义施加载荷、边界条件和场；7)请参考图2至图8，对三维数模进行网格划分；8)创建分析作业任务并运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，其特征是，包括如下步骤：/n1)根据按摩椅小腿支架建立三维数模；/n2)对按摩椅小腿支架三维数模进行特征的简化处理；/n3)对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性及截面特性进行定义；/n4)建立分析步，分两个验证阶段分别建立静力通用和动力隐式两种分析步；/n5)定义零件之间的约束关系；/n6)定义施加载荷、边界条件和场；/n7)对三维数模进行网格划分；/n8)创建分析作业任务并运行直至分析完成；/n9)对有限元模型的分析结果生成云图和分析数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，其特征是，包括如下步骤：
1)根据按摩椅小腿支架建立三维数模；
2)对按摩椅小腿支架三维数模进行特征的简化处理；
3)对按摩椅小腿支架的零部件的材料特性及截面特性进行定义；
4)建立分析步，分两个验证阶段分别建立静力通用和动力隐式两种分析步；
5)定义零件之间的约束关系；
6)定义施加载荷、边界条件和场；
7)对三维数模进行网格划分；
8)创建分析作业任务并运行直至分析完成；
9)对有限元模型的分析结果生成云图和分析数据。


2.根据权利要求1所述的按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，其特征在于：在所述步骤2)中，将三维数模中对分析结果影响微弱的特征进行合并处理。


3.根据权利要求2所述的按摩椅小腿支架结构的受力分析方法，其特征在于：在所述步骤2)中，将三维数模中的圆角和倒角特征进行合并处理，在螺栓与螺孔之间建立绑定约束。


4.根据权利要求1所述的按摩椅小腿支架结构的受力分析方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：林琪，卢斌伟，王军良，程志华，
申请(专利权)人：上海荣泰健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31