一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统技术方案

本发明专利技术提出的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统，通过将空调内质量集中的系统部件壳单元模拟生成腔体，同时简化内部元器件为单个质量单元，并创建腔体和质量单元之间刚性连接，得到系统部件的FEM模型，再根据实际情况，对相应系统部件的FEM模型的编辑，使其通过梁单元安装在空调基座后，与空调机架的FEM模型组装后即可进行仿真分析。通过本发明专利技术的方法保证了分析结果的精度，提高了仿真分析的效率。仿真分析的效率。仿真分析的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通的空调领域，特别是涉及一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统。

技术介绍

[0002]轨道交通空调中包含压缩机、换热器、风机等诸多较大集中质量部件，这些部件统称为系统部件，且都安装于空调腔体内，为了对设计的空调腔体进行结构仿真分析，需要对内部这些大质量部件进行有限元建模，空调机架作为结构仿真分析的主体对象，研究其在外界振动工况下对大质量部件的承载能力，而空调中采用的制冷部件结构较为复杂，无法按照真实结构对其进行有限元建模，一般都是简化为单个质量单元与空调安装基座连接在一起，虽然这种方式最为快速，但对于机架安装结构强度仿真分析结果精度有一定的影响，若简化的部件质量单元与安装基座采用RBE2(纯刚性)连接，则分析的安装结构强度结果过于冒进，当简化的部件质量单元与安装基座采用RBE3(柔性)连接，分析的安装结构强度结果过于保守，导致这种差异的原因是简化的系统部件为非纯刚体的部件。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提出了一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统。
[0004]本专利技术的主要内容包括：
[0005]一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，包括如下步骤：
[0006]S1.创建并打开待分析的空调机架的FEM模型；
[0007]S2.根据待分析的空调机架实际应用的空调组成，调取预先创建的系统部件的初始FEM模型；其中，系统部件的初始FEM模型包括壳单元以及设置在壳单元重心处的质量单元；
[0008]S3.根据该系统部件的实际规格，编辑草绘尺寸以及质量，生成系统部件对应的实际FEM模型；
[0009]S4.将系统部件对应的实际FEM模型通过梁单元安装至指定的空调基座上，得到空调的FEM模型；
[0010]S5.将空调的FEM模型与空调机架的FEM模型组装后开始仿真分析。
[0011]优选的，系统部件的初始FEM模型的创建方法包括如下步骤：
[0012]S21.根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，得到腔体，所述腔体为非刚体结构；
[0013]S22.将系统部件的内部元器件简化为单个质量单元；
[0014]S23.在腔体的重心处布设重心节点，将单个质量单元设置在所述重心节点处，并在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接。
[0015]优选的，根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，包括根据系统部件的外形，
进行外形建模抽壳。
[0016]优选的，对系统部件进行外形建模抽壳包括对腔体的抽壳网格划分。
[0017]优选的，对腔体的抽壳网格划分包括对腔体的安装孔进行单独网格划分处理和对腔体的其他部分进行网格化处理。
[0018]优选的，在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接包括创建重心节点与安装孔节点之间的刚性连接。
[0019]本专利技术还提出了一种轨道空调机架安装强度的有限元分析系统，包括：
[0020]输入模块，用于录入轨道空调的三维模型；
[0021]导入模块，用于导入预先创建好的空调机架的FEM模型和相应的系统部件的初始FEM模型；
[0022]编辑模块，根据系统部件的实际规格，对导入后的系统部件的初始FEM模型进行编辑，包括对尺寸以及质量的编辑，生成系统部件对应的实际FEM模型；
[0023]分析模块，系统部件对应的实际FEM模型通过梁单元安装至指定的空调基座上后，得到空调的FEM模型；所述分析模块对空调的FEM模型进行仿真分析。
[0024]优选的，还包括初始FEM模型创建模块，所述初始FEM模型创建模块用于根据系统部件的实际结构，创建相应的腔体和质量单元，所述质量单元为集中质量，且位于所述腔体的重心处。
[0025]优选的，所述初始FEM模型创建模块包括分离单元、转换单元和网格化单元，所述分离单元用于分离系统部件的腔体和内部的元器件，所述腔体为非刚体结构；所述转换单元用于根据系统部件的外形将腔体转换成壳单元，同时将内部的元器件简化为单个质量单元；所述网格化单元用于对所述壳单元进行网格化处理，包括对腔体的安装孔进行单独网格划分处理和对腔体的其他部分进行网格化处理。
[0026]相对于现有技术，本专利技术提出的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统，具有如下有益效果：
[0027](1)对集中质量部件，抽壳形成腔体壳单元，并将其内部元器件简化为单个质量单元，并将质量单元与腔体建立刚性连接，保证了分析结果的精度；
[0028](2)创建集中质量部件对应的FEM模型，仅需经过简单的尺寸和质量编辑即可应用不同项目的空调机架仿真分析，提高了仿真分析的效率。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的流程图；
[0030]图2为本专利技术系统部件的初始FEM模型的创建流程图；
[0031]图3为本专利技术系统的功能框图。
具体实施方式
[0032]以下将结合附图对本专利技术所保护的技术方案做具体说明。
[0033]请参照图1至图2。本专利技术提出的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，包括如下步骤：获取待分析的空调机架的FEM模型，并获取空调内各集中质量部件的FEM模型；随后根据实际的规格，包括尺寸和质量，对集中质量部件的FEM模型的属性进行编辑，
得到各集中质量部件的实际FEM模型，接着将各个质量部件通过梁单元将集中质量的实际FEM模型安装到指定的空调基座上，然后将组合体与机架组合后即可开始仿真分析。
[0034]具体地，首先创建并打开待分析的空调机架的FEM模型；然后将已创建好的各个系统部件的初始FEM模型导入，若没有该系统部件的FEM模型，则需要创建对应的初始FEM模型，创建初始FEM模型的步骤如下：
[0035]首先，根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，得到腔体，所述腔体为非刚体结构；
[0036]具体地，根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，包括根据系统部件的外形，进行外形建模抽壳，进一步地，对系统部件进行外形建模抽壳包括对腔体的抽壳网格划分，其中，对腔体的抽壳网格划分包括对腔体的安装孔进行单独网格划分处理和对腔体的其他部分进行网格化处理。
[0037]然后，将系统部件的内部元器件简化为单个质量单元；
[0038]最后，在腔体的重心处布设重心节点，将单个质量单元设置在所述重心节点处，并在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接。即在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接包括创建重心节点与安装孔节点之间的刚性连接。
[0039]当所需的系统部件的初始FEM模型已创建完成，则根据待分析的空调机架实际应用的空调组成，调取预先创建的系统部件的初始FEM模型；随后，根据该系统部件的实际规格，编辑草绘尺寸以及质量，生成系统部件对应的实际FEM模型；接着将系统部件对应的实际FEM模型通过梁单元安装至指定的空调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.创建并打开待分析的空调机架的FEM模型；S2.根据待分析的空调机架实际应用的空调组成，调取预先创建的系统部件的初始FEM模型；其中，系统部件的初始FEM模型包括壳单元以及设置在壳单元重心处的质量单元；S3.根据该系统部件的实际规格，编辑草绘尺寸以及质量，生成系统部件对应的实际FEM模型；S4.将系统部件对应的实际FEM模型通过梁单元安装至指定的空调基座上，得到空调的FEM模型；S5.将空调的FEM模型与空调机架的FEM模型组装后开始仿真分析。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，其特征在于，系统部件的初始FEM模型的创建方法包括如下步骤：S21.根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，得到腔体，所述腔体为非刚体结构；S22.将系统部件的内部元器件简化为单个质量单元；S23.在腔体的重心处布设重心节点，将单个质量单元设置在所述重心节点处，并在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，其特征在于，根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，包括根据系统部件的外形，进行外形建模抽壳。4.根据权利要求3所述的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，其特征在于，对系统部件进行外形建模抽壳包括对腔体的抽壳网格划分。5.根据权利要求4所述的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，其特征在于，对腔体的抽壳网格划分包括对腔体的安装孔进行单独网格划分处理和对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓新，陈益安，
申请(专利权)人：金鑫美莱克空调系统无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：