基于有限元的屏蔽门导靴三维滑动摩擦特性仿真分析方法

摘要

本发明公开了一种基于有限元的屏蔽门导靴三维滑动摩擦特性仿真分析方法，导靴机构包括导槽和导靴滑块，导靴滑块在导槽上滑动，分析步骤包括：a．建立导靴机构的有限元模型；b．划分导靴机构有限元模型的网格；c．接触设置；d．求解过程控制；e．设置载荷步及边界条件；f．经过仿真计算分析后提取分析结果。本发明可利用ANSYS软件建立屏蔽门系统中导靴滑动摩擦副的参数化有限元分析模型，通过设置模型的接触参数、算法设置、施加载荷与边界条件，可耦合分析导靴机构摩擦副的三维滑动过程中的结构特性、力学特性和热特性，弥补了单一特性分析的缺点，并可有效控制分析计算的收敛性和准确性。

主权项

基于有限元的屏蔽门导靴三维滑动摩擦特性仿真分析方法，导靴机构包括导槽和导靴滑块，导靴滑块在导槽上滑动，其特征在于：利用有限元软件分析导靴机构的三维动态摩擦特性，分析步骤包括：a．建立导靴机构的有限元模型：采用参数化建模方法，分别建立导靴滑块和导槽的几何模型，设置导靴滑块和导槽的材料属性参数、几何参数、工况参数， 定义材料的结构参数和特性参数，选择有限元模型的单元类型；b．划分导靴机构有限元模型的网格：利用扫略法划分六面体网格，其中接触区与非接触区的网格密度不同；c．接触设置：选择接触单元在导靴滑块底面定义目标面，选择另一接触单元在导槽上表面定义接触面，两者组成接触对，通过接触单元的关键字和实常数对接触进行设置； d．求解过程控制：设置求解算法，选取瞬态分析类型，采用代数多重网格算法（AMG）；e．设置载荷步及边界条件：导靴机构接触模型的边界条件和工况通过两个载荷步进行控制：第一个载荷步中，导靴滑块无滑动，导靴滑块和导槽的截面施加对称约束，导槽底面全约束，导靴滑块底板上表面全约束，并释放垂直方向约束，然后在该表面施加表面压力；第二个载荷步中，持续保留载荷作用，释放导靴滑块在滑动方向上的约束，并通过设置滑动距离和滑动时间，控制导靴滑块的滑动速度；f．提取分析结果：经过仿真计算分析后，提取导靴机构的滑动摩擦接触分析结果，包括结构承载特性、热特性和接触特性，以分析导靴机构的整个动态滑动接触过程。