一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法技术

一种安装边螺栓连接结构分区域薄层单元建模方法，属于航空发动机/燃气轮机有限元仿真技术领域，包括如下步骤：步骤1：建立无薄层机匣安装边螺栓连接模型；步骤2：网格划分，确定网格化的安装边模型；步骤3：设置安装边模型的约束边界条件和载荷边界条件；步骤4：得到结合面接触应力分布，获取接触面各个不同应力区域的边界坐标；步骤5：对边界进行处理，得到顺滑的边界曲线；步骤6：获得分区域薄层单元结构模型等。本发明专利技术通过对安装边螺栓连接结构进行分区域薄层单元建模，为安装边螺栓连接结构有限元仿真提供了可靠的建模方法，减少了分析航空发动机/燃气轮机机匣安装边螺栓连接结构时产生的误差，进一步提高了仿真分析精度与效率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法


[0001]本专利技术属于航空发动机/燃气轮机结构有限元仿真
，具体涉及一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法。

技术介绍

[0002]螺栓连接结构因具有安装简单、实用性强的特点，被广泛用于航空发动机/燃气轮机部件连接中。航空发动机/燃气轮机机匣安装边因结构需要，通常需要承受较大的载荷，正确模拟其结构的受力状态尤为重要。然而螺栓连接结构复杂，容易造成航空发动机/燃气轮机整体结构突变，对航空发动机的动力学特性造成影响。同时，螺栓连接需施加较大预紧力，导致接触部位产生许多非线性因素，在分析螺栓连接刚度特性时产生许多误差。因此，准确的建立螺栓连接模型是分析螺栓连接刚度特性的基础。近年来的研究表明，当螺栓预紧力足够大或者外激励幅值比较小的情况下，可以忽略螺栓连接结构的非线性性质，将其线性化处理。随着有限元理论的发展和计算机存储、计算能力的提升，人们开始采用实体单元对航空发动机进行高保真建模，并且忽略螺栓连接结构的非线性特性，因此出现了薄层单元法模型。
[0003]薄层单元法是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：根据机匣安装边的结构参数，建立无薄层机匣安装边螺栓连接模型；步骤2：对步骤1建立的无薄层机匣安装边螺栓连接模型进行网格划分，确定网格化的安装边模型；步骤3：对步骤2网格划分后的模型设置安装边模型的约束边界条件和载荷边界条件；步骤4：通过有限元计算得到机匣安装边结合面接触应力分布，获取接触面各个不同应力区域的边界坐标；步骤5：通过曲线拟合对上述边界进行处理，得到顺滑的边界曲线；步骤6：应用层单元理论对螺栓连接机匣模型进行修改，获得分区域薄层单元结构模型；步骤7：计算得到各个区域薄层单元的接触刚度；步骤8：计算得到薄层单元的厚度；步骤9：计算得到不同区域薄层单元的弹性模量；步骤10：将上述求得的参数设置到分区域薄层单元结构模型中，获得完整的结构模型。2.根据权利要求1所述的一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法，其特征在于：所述步骤1具体为将原来机匣安装边的扇形螺栓连接件简化为“L”形梁，将原来机匣安装边的十二角螺栓和十二角螺母简化为圆柱体，建立简化后的模型。3.根据权利要求1所述的一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法，其特征在于：所述步骤2具体为选择六面体网格对步骤1建立的无薄层机匣安装边螺栓连接模型进行网格划分，将机匣安装边和螺栓模型几何体尺寸设置为1mm，同时对于机匣安装边接触面网格进行网格加密处理，将两接触面单元尺寸设置为0.5mm。4.根据权利要求1所述的一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法，其特征在于：所述步骤3具体为首先将安装边接触面设置为摩擦接触，摩擦系数F=0.15，接触设置采用增强拉格朗日算法，然后对螺栓结构设置螺栓预紧力，最后对模型的一端设置为固定约束，另一端施加垂直向上的轴向载荷，载荷分两步加载，第一步施加预紧力，第二步将预紧力锁死同时施加其余载荷。5.根据权利要求1所述的一种机匣安装边螺栓连接结构的分区域薄层单元建模方法，其特征在于：所述步骤5具体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾延廷，张宇航，田晶，刘玉，韩诗若，关焦月，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：