受载逆向推导的试验边界设计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统，包括如下步骤：步骤1：确定试件的边界条件和受载形式；步骤2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；步骤3：建立所述初始工装的有限元分析模型结构，对所述试件施加力，将所述试件的受载载荷反向施加于所述初始工装，通过有限元分析得到初始工装变形结构；步骤4：根据所述初始工装变形结构和所述接口形式，改进所述初始工装的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装。本发明专利技术提出的方法适用于对载荷施加均匀性要求较高，且通过工装单点加载的压缩试验中试验边界设计，对载荷施加不均匀现象有明显的改善和提高。显的改善和提高。显的改善和提高。

【技术实现步骤摘要】
受载逆向推导的试验边界设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及单点加载压缩试验
，具体地，涉及一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统。

技术介绍

[0002]在试件的单点加载压缩试验中，要通过工装将加载源产生的力作用到试件上，而加载工装的传力性能是工装边界设计中需要考虑的一个重要问题。为了更真实全面的考核结构，在工装的设计过程中，需要根据试件的受载形式、边界条件和试件的接口合理的设计工装，但由于试件尺寸、加载方式的限制，很难让单点加载载荷均匀的施加到试件上。在要求载荷均匀施加的单点加载压缩试验中，若没有合理的工装边界，会导致试验加载过程中载荷不能通过加载工装均匀的传递到试件上，试验得到的结果与实际会有很大的偏差，得到的试验数据难于应用于工程实际，丧失参考作用。
[0003]公开号为CN106813885A的专利文献公开了一种可模拟多种边界条件的移动质量试验装置与试验方法，包括电动机、单轮移动小车、试件板、支座墩与基座，支座墩固定于基座上，支座墩上设有夹具装置，试件板对应设置于夹具装置上，单轮移动小车通过电动机带动在试件板上移动，试件板上设有测试用的应变片传感器。但是该专利文献不适用单点加载压缩试验中的边界条件试验。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统。
[0005]根据本专利技术提供的一种受载逆向推导的试验边界设计方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：确定试件的边界条件和受载形式；
>[0007]步骤2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；
[0008]步骤3：建立所述初始工装的有限元分析模型结构，对所述试件施加力，将所述试件的受载载荷反向施加于所述初始工装，通过有限元分析得到初始工装变形结构；
[0009]步骤4：根据所述初始工装变形结构和所述接口形式，改进所述初始工装的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装。
[0010]优选的，所述步骤1中，所述受载形式为载荷均匀施加。
[0011]优选的，所述步骤1中，所述边界条件为固支或简支。
[0012]优选的，所述步骤2中，所述步骤2中，所述初始工装与试件接口配合。
[0013]优选的，所述步骤2中，明确所述初始工装上加载点的位置。
[0014]优选的，所述步骤3中，通过加载源和所述加载点将力作用到所述试件上。
[0015]优选的，所述步骤3中，将所述试件的受力面受到的作用力反向作用到所述初始工装的传力面上。
[0016]优选的，所述初始工装的传力面受到来自所述试件的受力面的大小相等、方向相反的反作用力。
[0017]优选的，所述传力面为所述初始工装与所述试件接口的配合面。
[0018]本专利技术还提供一种受载逆向推导的试验边界设计系统，包括如下模块：
[0019]模块M1：确定试件的边界条件和受载形式；
[0020]模块M2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；
[0021]模块M3：建立所述初始工装的有限元分析模型结构，对所述试件施加力，将所述试件的受载载荷反向施加于所述初始工装，经有限元分析得到初始工装变形结构；
[0022]模块M4：根据所述初始工装变形结构和所述接口形式，改进所述初始工装的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0024]1、本专利技术提出的方法适用于对载荷施加均匀性要求较高，且通过工装单点加载的压缩试验中试验边界设计，对载荷施加不均匀现象有明显的改善和提高；
[0025]2、本专利技术的方法能够应用于单点加载且对载荷施加均匀性高的压缩试验试验边界设计中；
[0026]3、本专利技术依靠受载逆向推导的试验边界设计方法，解决了试件单点加载压缩试验中载荷不能均匀施加到试件上的问题，为更真实全面的考核试件结构，设计工装边界提供方法，保证试验的准确性和得到试验数据的正确性。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1为本专利技术的受载逆向推导的试验边界设计方法的流程图；
[0029]图2为试件的受载形式、边界条件以及试件接口示意图；
[0030]图3为设计的初始工装示意图；
[0031]图4为初始工装与试件装配示意图；
[0032]图5为初始工装和试件受力示意图；
[0033]图6为建立的初始工装有限元分析模型示意图；
[0034]图7为初始工装有限元模型受力后的变形结构图；
[0035]图8为最终工装示意图；
[0036]图9为最终工装与试件装配示意图。
[0037]图中示出：
[0038]加载点1
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固定端6
[0039]初始工装2
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试件接口7
[0040]反作用力3
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有限元分析模型结构8
[0041]作用力4
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初始工装变形结构9
[0042]试件5
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最终工装10
具体实施方式
[0043]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0044]实施例1：
[0045]如图1～9所示，本实施例提供了一种受载逆向推导的试验边界设计方法，包括如下步骤：
[0046]步骤1：确定试件5的边界条件和受载形式，受载形式为载荷均匀施加，边界条件为固支或简支。
[0047]步骤2：根据边界条件和受载形式，结合试件5的接口形式设计初始工装2，初始工装2与试件接口7配合，明确初始工装2上加载点1的位置。
[0048]步骤3：建立初始工装2的有限元分析模型结构8，对试件5施加力，将试件5的受载载荷反向施加于初始工装2，通过有限元分析得到初始工装变形结构9，通过加载源和加载点1将力作用到试件5上，将试件5的受力面受到的作用力4反向作用到初始工装2的传力面上，初始工装2的传力面受到来自试件5的受力面的大小相等、方向相反的反作用力3，传力面为初始工装2与试件接口7的配合面。
[0049]步骤4：根据初始工装变形结构9和接口形式，改进初始工装2的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定试件(5)的边界条件和受载形式；步骤2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件(5)的接口形式设计初始工装(2)；步骤3：建立所述初始工装(2)的有限元分析模型结构(8)，对所述试件(5)施加力，将所述试件(5)的受载载荷反向施加于所述初始工装(2)，通过有限元分析得到初始工装变形结构(9)；步骤4：根据所述初始工装变形结构(9)和所述接口形式，改进所述初始工装(2)的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装(10)。2.根据权利要求1所述的受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，所述步骤1中，所述受载形式为载荷均匀施加。3.根据权利要求1所述的受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，所述步骤1中，所述边界条件为固支或简支。4.根据权利要求1所述的受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述步骤2中，所述初始工装(2)与试件接口(7)配合。5.根据权利要求4所述的受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，所述步骤2中，明确所述初始工装(2)上加载点(1)的位置。6.根据权利要求5所述的受载逆向推导的试验边界设计方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩广威，刘博，易果，孙自强，王小卫，陈哲，刘翌辉，潘浚铭，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：