一種建模方法及建模系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種建模方法及建模系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]—體化框架是進(jìn)行全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度地面驗(yàn)證試驗(yàn)通常采用的支持與加載形式，它能根據(jù)飛機(jī)外形和加載部位進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，是一種綜合考慮試驗(yàn)件支持、載荷施加、測控設(shè)備布置及試驗(yàn)件檢查維護(hù)的綜合支持平臺。由于其主要采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度發(fā)揮了結(jié)構(gòu)的整體承載能力。一體化框架可將試驗(yàn)件與框架視為一個(gè)整體，試驗(yàn)過程中所有施加在試驗(yàn)件上的載荷與試驗(yàn)件對框架的反作用力相互平衡，因此框架和試驗(yàn)件組成的整體結(jié)構(gòu)是自平衡的。在試驗(yàn)時(shí)只需將該框架水平放置于地面上不需要施加多余的約束。
[0003]因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種框架結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的中的至少一個(gè)上述缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種建模方法，所述建模方法包括如下步驟:步驟1:分別建立框架結(jié)構(gòu)及設(shè)置在所述框架結(jié)構(gòu)上的試驗(yàn)件的有限元模型，并將框架結(jié)構(gòu)的有限元模型與所述試驗(yàn)件的有限元模型組裝成待測組件模型；步驟2:為所述待測組件模型施加所述待測組件模型的重力載荷，從而獲得與所述重力載荷互為平衡的反作用力載荷；步驟3:將所述反作用力載荷施加在所述步驟I中的待測組件模型與地面的接觸點(diǎn)上，并施加試驗(yàn)載荷。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟I具體包括如下步驟:步驟11:根據(jù)實(shí)際框架結(jié)構(gòu)，建立框架結(jié)構(gòu)的有限元模型；步驟12:根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)，建立試驗(yàn)件的有限元模型；步驟13:將所述框架結(jié)構(gòu)的有限元模型與所述試驗(yàn)件的有限元模型組合成待測組件模型。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟2具體包括如下步驟:步驟21:為待測組件模型建立三維坐標(biāo)系，其中，以重力載荷施加方向?yàn)閅軸，以其他兩個(gè)方向?yàn)閄軸以及Z軸；步驟22:在Y軸上施加所述重力載荷，在X軸以及Z軸的遠(yuǎn)離Y軸施加所述重力載荷處施加約束；步驟23:約束Y軸上所述待測組件模型與地面的所有接觸點(diǎn)；步驟24:獲得與所述重力載荷互為平衡的反作用力載荷。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟23具體包括如下步驟:步驟241:獲取所述步驟23上各個(gè)接觸點(diǎn)的力；步驟242:求和所述步驟241中的各個(gè)接觸點(diǎn)的力。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟3具體包括如下步驟:步驟31:為所述待測組件模型中的框架結(jié)構(gòu)施加三個(gè)方向的約束；步驟32:施加所述反作用力載荷施加在框架結(jié)構(gòu)與地面的接觸點(diǎn)上；步驟33:施加試驗(yàn)載荷。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟31中的三個(gè)方向的約束分別施加在所述框架結(jié)構(gòu)與所述地面接觸的三個(gè)接觸點(diǎn)上。
[0011]優(yōu)選地，所述三個(gè)接觸點(diǎn)分別為框架結(jié)構(gòu)的端點(diǎn)處。
[0012]本發(fā)明還提供了一種建模系統(tǒng)，所述建模系統(tǒng)用于如上所述的建模方法，所述建模系統(tǒng)包括:坐標(biāo)系建立單元，所述坐標(biāo)系建立單元用于建立三維坐標(biāo)系；生成單元，所述生成單元用于生成模型；數(shù)值賦予單元，所述數(shù)值賦予單元用于賦予模型數(shù)值參數(shù)；約束生成單元，所述約束生成單元用于生成對模型的約束。
[0013]在本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法中，對有限元模型只給予反作用力作為載荷并施加約束，從而使有限元模型處于力平衡狀態(tài)，且此時(shí)約束相比反作用力的載荷來說，可以忽略不計(jì)，本發(fā)明所提供的框架結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法，忽略了約束力，真實(shí)的反映了框架受力狀態(tài)及變形情況，分析方法簡單，計(jì)算效率高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的建模方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0017]本發(fā)明的所述建模方法包括如下步驟:步驟1:分別建立框架結(jié)構(gòu)及設(shè)置在所述框架結(jié)構(gòu)上的試驗(yàn)件的有限元模型，并將框架結(jié)構(gòu)的有限元模型與所述試驗(yàn)件的有限元模型組裝成待測組件模型；步驟2:為所述待測組件模型施加所述待測組件模型的重力載荷，從而獲得與所述重力載荷互為平衡的反作用力載荷；步驟3:將所述反作用力載荷施加在所述步驟I中的待測組件模型與地面的接觸點(diǎn)上，并施加試驗(yàn)載荷。
[0018]在本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法中，對有限元模型只給予反作用力作為載荷，且對有限元模型的約束相比反作用力的載荷來說，可以忽略不計(jì)，本發(fā)明所提供的框架結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法，忽略了約束力，真實(shí)的反映了框架受力狀態(tài)及變形情況，分析方法簡單，計(jì)算效率高。
[0019]如圖1所示的建模方法包括如下步驟:
[0020]步驟1:分別建立框架結(jié)構(gòu)及設(shè)置在所述框架結(jié)構(gòu)上的試驗(yàn)件的有限元模型，并將框架結(jié)構(gòu)的有限元模型與所述試驗(yàn)件的有限元模型組裝成待測組件模型。其中，所述步驟I具體包括如下步驟:
[0021]步驟11:根據(jù)實(shí)際框架結(jié)構(gòu)，建立框架結(jié)構(gòu)的有限元模型；可以理解的是，該實(shí)際框架結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀與材料均為已知。
[0022]步驟12:根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)件結(jié)構(gòu)，建立試驗(yàn)件的有限元模型；可以理解的是，該試驗(yàn)件的尺寸、形狀與材料均為已知。
[0023]步驟13:將框架結(jié)構(gòu)的有限元模型與試驗(yàn)件的有限元模型組合成待測組件模型。
[0024]步驟2:為待測組件模型施加待測組件模型的重力載荷，從而獲得與重力載荷互為平衡的反作用力載荷；所述步驟2具體包括如下步驟:
[0025]步驟21:為待測組件模型建立三維坐標(biāo)系，其中，以重力載荷施加方向?yàn)閅軸，以其他兩個(gè)方向?yàn)閄軸以及Z軸；可以理解的是，該三維坐標(biāo)系也可以在步驟I的建模過程中建立。
[0026]步驟22:在Y軸上施加所述重力載荷，在X軸以及Z軸的遠(yuǎn)離Y軸施加所述重力載荷處施加約束；有利的是，該重力載荷施加在待測組件模型與地面的接觸點(diǎn)上。有利的是，在當(dāng)約束施加位置遠(yuǎn)離重力載荷施加處時(shí)，該約束對待測組件模型的影響可以忽略不計(jì)。
[0027]步驟23:約束Y軸上待測組件模型與地面的所有接觸點(diǎn)。
[0028]步驟24:獲得與所述重力載荷互為平衡的反作用力載荷。所述步驟24具體包括如下步驟:
[0029]步驟241:獲取步驟23上各個(gè)接觸點(diǎn)的力；
[0030]步驟242:求和步驟241中的各個(gè)接觸點(diǎn)的力。即本發(fā)明中，通過求各個(gè)分力的合力的方式來獲得