基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法技术

本发明专利技术公开一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法，包括以下步骤：建立豆荚杆结构部件和压杆部件；将部件定位并形成装配体；进行网格划分；定义初始质量放大因子，并设置输出变量；求解得到仿真结果；根据当前仿真计算结果，判断当前伪应变能、加载速度状态，如果出现伪应变能和/或加载速度超过预设值，则增加当前网格的密度和降低当前质量放大因子，建立修订后模型并重新提交运算。本发明专利技术通过考虑豆荚杆结构在局部压扁过程中截面和轴线两个方向的变形，解决了单元扭曲、缩减积分单元沙漏、局部失稳等因素引起的数值计算问题，同时解决了由压扁过程缓慢导致的计算精度和效率之间的平衡问题。

【技术实现步骤摘要】
基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法
本专利技术属于豆荚杆
，具体涉及一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法。
技术介绍
豆荚杆结构是一种典型的薄壁管状空间伸展结构，可用于大型空间天线、太阳电池阵和太阳帆的在轨展开和支撑。由于其截面为透镜形状，结合薄壁管状特征，使其整体结构形态近似于豆荚杆，故以此命名。另外，豆荚杆结构通常采用碳纤维增强复合材料(CFRP)制造，以提高其比刚度和比强度。豆荚杆应用于航天结构的工作过程大致为：豆荚杆结构在地面总装阶段收拢并储存弹性势能，待航天器发射至预定轨道后解锁，豆荚杆结构通过释放弹性势能实现在轨展开。豆荚杆结构的收拢依次包含压扁和缠绕两个过程。豆荚杆结构的压扁过程通常采用杆件/板件强压的方式完成，其中可能出现局部应力过大带来的强度失效问题。由于目前无法对该过程进行准确地理论解析，在方案论证阶段只能通过有限元仿真进行模拟，进而指导原理样机的设计和改进。豆荚杆压扁过程涉及各种复杂的力学特性和行为，包括：复合材料的各向异性、几何大变形带来的几何非线性、摩擦和接触不断变化带来的边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，根据待仿真豆荚杆结构和压杆的几何尺寸，在ABAQUS中分别建立豆荚杆结构部件和压杆部件；/nS2，将所述豆荚杆结构部件和所述压杆部件进行定位并形成装配体；/nS3，按照预设初始网格密度对所述装配体中的各个部件进行网格划分；/nS4，定义初始质量放大因子，并设置输出变量；/nS5，对当前状态的所述装配体进行求解，得到仿真结果；/nS6，根据当前仿真计算结果，判断当前伪应变能、加载速度状态，如果出现伪应变能和/或加载速度超过预设值，则判定出现伪应变能过大和/或加载速度过快，转入步骤S7；否则直接提取计算结...

【技术特征摘要】
1.一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据待仿真豆荚杆结构和压杆的几何尺寸，在ABAQUS中分别建立豆荚杆结构部件和压杆部件；
S2，将所述豆荚杆结构部件和所述压杆部件进行定位并形成装配体；
S3，按照预设初始网格密度对所述装配体中的各个部件进行网格划分；
S4，定义初始质量放大因子，并设置输出变量；
S5，对当前状态的所述装配体进行求解，得到仿真结果；
S6，根据当前仿真计算结果，判断当前伪应变能、加载速度状态，如果出现伪应变能和/或加载速度超过预设值，则判定出现伪应变能过大和/或加载速度过快，转入步骤S7；否则直接提取计算结果并结束；
S7，增加当前网格密度和降低当前质量放大因子，建立修订后模型并重新提交运算，进入步骤S5。


2.根据权利要求1所述的一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法，其特征在于，步骤S3中进行网格划分后还包括定义单元类型，其中所述豆荚杆结构部件的单元类型为S4R，所述压杆部件的单元类型为C3D8R。


3.根据权利要求1所述的一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压扁过程仿真方法，其特征在于，步骤S4中所述初始质量放大因子的取值范围为1×104～1×106，所述输出变量包括节点位移和单元应力、豆荚杆结构单元集合的伪应变能、动能和内能的历史变化曲线中任意一种或两种以上的组合。


4.根据权利要求1所述的一种基于ABAQUS的豆荚杆结构局部压...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利霖，朱仕尧，刘望，李东旭，吴军，毛少川，姚志超，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43