适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统，其中模拟方法包括获取输入信息，输入信息至少包括目标鱼竿的材料信息、模具信息、铺层信息和载荷信息中一种；依据输入信息进行等效，将目标鱼竿的变截面结构等效成多段依次排列的恒截面结构，同时获取每段恒截面结构的几何尺寸、刚度信息；计算获得目标鱼竿不同部位的变形位移，获得目标鱼竿的调性曲线模拟结果。本发明专利技术方案计算模拟简单高效，可以有效地对鱼竿的调性曲线进行快速高效模拟，从而提高了鱼竿性能验证的准确性和高效性。从而提高了鱼竿性能验证的准确性和高效性。从而提高了鱼竿性能验证的准确性和高效性。

【技术实现步骤摘要】
适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统


[0001]本专利技术是关于仿真模拟方法，特别是关于一种适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统。

技术介绍

[0002]调性曲线指的是钓鱼竿在承受端部垂直载荷时形成的弯曲线条，通过调性曲线可以评判一根钓鱼竿调性的大小。目前调性曲线的相关研究主要采用有限元方法和挠曲线控制方程求解法，鱼竿生产企业则主要依靠鱼竿性能试验来调整得到合适的调性曲线。有限元方法进行分析计算需要经历建模、材料属性定义及赋予、划分网格、定义分析步、定义载荷及边界条件、定义装配及相互作用关系等一系列固定流程，耗时长，操作繁琐，并且对于设计人员的专业技能要求也较为严格。试验验证调性曲线方法得到的曲线准确，但由于需要进行鱼竿生产制造，其模具、设计、材料成本显著提高，并且得到的调性曲线往往不能很快符合设计要求，需要进行反复迭代试验，极大地浪费时间及人力物力，效率低下。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统，计算模拟结果准确，使用方便，为钓鱼竿的铺层及结构设计提供设计基础，简化设计流程，节约设计成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法，包括获取输入信息，输入信息至少包括目标鱼竿的材料信息、模具信息、铺层信息和载荷信息中一种；依据输入信息进行等效，将目标鱼竿的变截面结构等效成多段依次排列的恒截面结构，同时获取每段恒截面结构的几何尺寸、刚度信息；计算获得目标鱼竿不同部位的变形位移，获得目标鱼竿的调性曲线模拟结果。
[0006]在本专利技术的一个或多个实施方式中，材料信息至少包括如下任一：材料序号、材料名称、轴向弹性模量E1、横向弹性模量E2、泊松比ν
21
、剪切模量G
12
、单层厚度t。
[0007]在本专利技术的一个或多个实施方式中，模具信息至少包括如下任一：序号/钓竿节数、第一细端直径dm1及节长lm1、第二细端直径dm2及节长lm2、第三细端直径dm3、总长Lm、前切长Qq、素材长度Lsc、嵌合长Qh。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，铺层信息至少包括如下任一：铺层序号、材料名称、材料编号、钓竿节数、前端宽B1、后端宽B2、第一长度L1、第二长度L2。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，载荷信息至少包括钓重。这里的钓重可以是实验中的模拟钓重，也可以是实际载荷如鱼重或者砝码重等。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，等效得到的多段依次排列的恒截面结构其所形成的内外直径矩阵Elem为：
[0011][0012]其中m为鱼竿第一节的铺层数，n为鱼竿第一节的单元数，s为节数，e为鱼竿第s节的铺层数，w为鱼竿第s节的单元数。
[0013]10.在本专利技术的一个或多个实施方式中，刚度信息为依据恒截面结构的几何尺寸与材料模量信息进行计算，即可得到各恒截面结构的抗弯刚度EI，则第i个恒截面梁单元的抗弯刚度EIi的计算表达式为：
[0014][0015]其中，E
等效i
为第i个恒截面梁单元的等效模量，I
zi
为第i个恒截面梁单元关于中性轴z轴的惯性矩，D
i
为该梁单元的外直径，d
i
为该梁单元的内直径，y为单元节点垂直位移。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方式中，目标鱼竿的材料为碳纤维材料。
[0017]在本专利技术的一个或多个实施方式中，运行如前述的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法的系统。
[0018]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统，能够在设计前期提供理论设计基础，防止盲目性试验，减少试错次数，从而降低试验及设计成本，缩短研发周期，提高研发效率；相较于有限元仿真，本模拟方法的无需进行大型有限元仿真软件的安装调试，对硬件设备要求低，并且由于本模拟方法的专用于鱼竿设计，采用的都是鱼竿设计过程常用的参数与设置，上手简单快速，避免了对于大型有限元仿真软件的专业性培训，对于设计人员的专业高级技能要求较低，使用也较为方便。使用有限元软件进行某鱼竿的仿真分析，从建模、赋予材料及截面属性、划分网格到提交计算及后处理，总耗时约2h，而采用本专利技术的鱼竿调性曲线模拟方法的，用时只需8min，其中输入模块输入信息3min，提交运算及运算过程耗时5min，有效展示了本专利技术的高效性。
附图说明
[0019]图1是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的输入模块的材料信息部分示意图；
[0020]图2是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的输入模块的模具信息部分示意图；
[0021]图3是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的输入模块的铺层信息部分示意图；
[0022]图4是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的输入模块的载荷信息部分示意图；
[0023]图5是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的模具信息各参数所对应的结构示意图；
[0024]图6是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的铺层信息各参数所对应的结构示意图；
[0025]图7是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的恒截面梁单元的内外直径数据矩阵各
参数所对应的结构示意图；
[0026]图8是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的恒截面梁单元的横断面示意图；
[0027]图9是根据本专利技术一实施方式的模拟方法的恒截面梁单元的横断面示意图；
[0028]图10是根据本专利技术一实施方式的输出模块的调性曲线图；
[0029]图11是根据本专利技术一实施方式的输出模块的铺层信息图；
[0030]图12是根据本专利技术一实施方式的输出模块的弯曲刚度曲线图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0032]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0033]如图1至图12所示，根据本专利技术优选实施方式的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法及系统：
[0034]鱼竿调性曲线模拟方法的实施中，其运行系统可以包含输入模块、运算模块与输出模块。输入材料数据、模具数据及铺层数据后提交运算，运算模块会根据输入信息将目标鱼竿的变截面梁(即变截面结构，下同)等效成多段恒截面梁单元(即恒截面结构，下同)进行处理，并得到每段恒截面梁单元的几何尺寸及等效刚度信息，通过大挠度悬臂梁理论进行计算，得到鱼竿不同部位的变形位移，最后通过输出模块将计算得到的位移值绘制出来，得到鱼竿的调性曲线。
[0035]鱼竿调性曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法，其特征在于，包括获取输入信息，输入信息至少包括目标鱼竿的材料信息、模具信息、铺层信息和载荷信息中一种；依据输入信息进行等效，将目标鱼竿的变截面结构等效成多段依次排列的恒截面结构，同时获取每段恒截面结构的几何尺寸、刚度信息；计算获得目标鱼竿不同部位的变形位移，获得目标鱼竿的调性曲线模拟结果。2.如权利要求1所述的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法，其特征在于，材料信息至少包括如下任一：材料序号、材料名称、轴向弹性模量E1、横向弹性模量E2、泊松比ν
21
、剪切模量G
12
、单层厚度t。3.如权利要求1所述的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法，其特征在于，模具信息至少包括如下任一：序号/钓竿节数、第一细端直径dm1及节长lm1、第二细端直径dm2及节长lm2、第三细端直径dm3、总长Lm、前切长Qq、素材长度Lsc、嵌合长Qh。4.如权利要求1所述的适用于鱼竿调性曲线计算的模拟方法，其特征在于，铺层信息至少包括如下任一：铺层序号、材料名称、材料编号、钓竿节数、前端宽B1、后端宽B2、第一长度L1、第二长度L2。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛庆，刘肖光，曾秋云，隋显航，杨佳成，李光友，张林，
申请(专利权)人：威海光威复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：