一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法技术

一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法，通过仿真软件搭建薄壁筒的理论模型，之后根据检测出的薄壁筒装配端面的实际变形量，对理论模型进行更新，最终对两个更新后的薄壁筒仿真模型进行装配分析，能够快速且精准得得到薄壁筒结构的装配是否可行。到薄壁筒结构的装配是否可行。到薄壁筒结构的装配是否可行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法


[0001]本专利技术涉及薄壁筒装配
，尤其是涉及一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法。

技术介绍

[0002]公知的，薄壁筒的结构刚度较弱，在其结构面通过螺栓、铆钉安装固定筒内装备时，会使薄壁筒结构发生不同程度的变形，使其理论圆形断面变的不再规则，当需要装配的两个薄壁筒结构的装配端面变形不协调时，会出现无法正常装配的情况；
[0003]而数字化装配技术是近年来兴起的重要研究方向之一，它可以从产品装配设计的角度出发，建立在产品数字化设计、制造、检验基础上，在虚拟仿真环境中构建产品的装配场景，模拟部件的装配规划和操作，检验和评价产品的装配质量；
[0004]目前，薄壁类组件的数字化装配技术，大都是通过实测结构关键特征点，采用逆向建模的方式创建变形后的三维模型，然后采用有限元仿真分析的手段对变形后的三维模型进行有限元建模，并对其装配性能进行预测；但是，由于每个结构的变形量都存在差异，对需要模拟虚拟装配的每个变形后的结构都需要进行逆向建模，工作繁琐，效率较低；同时，逆向建模只是将变形后的变形轮廓进行了等效建模，但未考虑变形结构本身的变形内力情况，致使装配预测跟实际情况略有差异；
[0005]因此，综上所述，目前需要一种能够快速对薄壁筒结构的可装配性进行预测，并且检测结果精准的仿真方法。

技术实现思路

[0006]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法，包含
[0009]1)创建薄壁筒理论结构的数字化装配仿真分析模型；
[0010]2)通过三维检测技术检测出薄壁筒结构装配端面的变形量；
[0011]3)将变形量施加在理论结构的数字化装配仿真分析模型对应的虚拟检测点位置上，得出薄壁筒结构变形后的数字化装配仿真分析模型；
[0012]4)提取变形后的数字化装配仿真模型中所有节点位移量和内应力；
[0013]5)将4)中的所有节点位移量和内应力与理论结构的数字化装配仿真分析模型所对应的节点坐标相加，并在节点上施加内应力，得到变形后的包含内应力的数字化装配仿真模型；
[0014]6)对变形后的包含内应力的数字化装配仿真模型施加装配约束边界条件，然后进行两个薄壁筒结构可装配性能的仿真分析。
[0015]优选的，所述薄壁筒结构装配端面变形量的检测方法为：
[0016]a.在薄壁筒结构装配端面定义不少于8个检测点，且多个检测点以“米”字形分布；
[0017]b.然后再分别检测多个检测点处的装配端面位置，将该位置与薄壁筒结构装配端面的理论参数相减，最终得到薄壁筒结构装配端面变形量。
[0018]优选的，所述薄壁筒理论结构的数字化装配仿真分析模型，基于薄壁筒结构理论参数、几何模型创建、网格模型划分以及材料属性设置，采用通用的数字化仿真分析软件生成得到。
[0019]优选的，所述数字化仿真分析软件能够是ABAQUS、ANSYS、HYPERMESH、COMSOL。
[0020]由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]本专利技术公开的一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法，
[0022]1.基于薄壁筒结构理论参数创建数字化仿真模型，降低了数字化仿真建模的难度；
[0023]2.同一型号产品只需创建一套仿真模型即可，提高了数字化仿真分析的效率；
[0024]3.基于通用的数字化仿真分析软件，可将同一型号的薄壁筒装配产品的数字化装配仿真分析流程固化成模版，提高装配性能预测效率和便捷性；
[0025]4.考虑了薄壁筒结构变形时的内应力，其装配过程与真实情况更为接近。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的一种流程示意图；
[0027]图2为薄壁筒检测点的结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本专利技术的附图对应，为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：
[0029]结合附图1
‑
2所述的一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法，包含
[0030]1)创建薄壁筒理论结构的数字化装配仿真分析模型，其中，薄壁筒理论结构的数字化装配仿真分析模型，是基于薄壁筒结构理论参数、几何模型创建、网格模型划分以及材料属性设置，采用通用的数字化仿真分析软件生成得到；
[0031]2)通过三维检测技术检测出薄壁筒结构装配端面的变形量，其中的三位检测技术是在薄壁筒结构装配端面定义不少于8个检测点，且多个检测点以“米”字形分布，然后再分别检测多个检测点处的装配端面位置，将该位置与薄壁筒结构装配端面的理论参数相减，最终得到薄壁筒结构装配端面变形量；
[0032]3)将变形量施加在理论结构的数字化装配仿真分析模型对应的虚拟检测点位置上，得出薄壁筒结构变形后的数字化装配仿真分析模型；
[0033]4)提取变形后的数字化装配仿真模型中所有节点位移量和内应力，其中节点位移量和内应力参数能够由仿真软件计算得到；
[0034]5)将4)中的所有节点位移量和内应力与理论结构的数字化装配仿真分析模型所对应的节点坐标相加，并在节点上施加内应力，得到变形后的包含内应力的数字化装配仿
真模型；
[0035]6)对变形后的包含内应力的数字化装配仿真模型施加装配约束边界条件，然后进行两个薄壁筒结构可装配性能的仿真分析，其中装配约束边界条件又可以称为代理函数，其是基于已有可装配薄壁筒的装配数据通过Kriging代理模型计算出一个边界区间，然后当包含内应力的数字化装配仿真模型求解在边界区间内收敛，且数字化分析结果应力值小于材料屈服极限时，认为装配体结构可以正常装配；当包含内应力的数字化装配仿真模型的仿真分析结果应力值大于材料屈服极限，或者由于变形过大，造成求解不在边界区间内收敛时，则认为装配体结构存在装配风险，可能无法正常装配；
[0036]需要注意的是，由于薄壁筒之间的装配势必涉及到两个及以上的薄壁筒，因此本方法中的步骤1)、2)、3)、4)和5)均是对单独薄壁筒进行仿真设计的，然后在步骤6)中对两个需要装配的薄壁筒包含内应力的数字化装配仿真模型进行分析，最终快速得出二者是否能够正常装配的结论。
[0037]优选的，所述数字化仿真分析软件能够是ABAQUS、ANSYS、HYPERMESH、COMSOL。
[0038]本专利技术未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术；因此，无论从哪一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真软件的薄壁筒装配快速预测方法，其特征是：包含1)创建薄壁筒理论结构的数字化装配仿真分析模型；2)通过三维检测技术检测出薄壁筒结构装配端面的变形量；3)将变形量施加在理论结构的数字化装配仿真分析模型对应的虚拟检测点位置上，得出薄壁筒结构变形后的数字化装配仿真分析模型；4)提取变形后的数字化装配仿真模型中所有节点位移量和内应力；5)将4)中的所有节点位移量和内应力与理论结构的数字化装配仿真分析模型所对应的节点坐标相加，并在节点上施加内应力，得到变形后的包含内应力的数字化装配仿真模型；6)对变形后的包含内应力的数字化装配仿真模型施加装...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫华，晋严尊，汤辉，刘赛华，乔静，
申请(专利权)人：中国空空导弹研究院，
类型：发明
国别省市：