[发明专利]一种液压管路动应力仿真分析系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机液压系统应力分析技术领域，特别是涉及一种液压管路动应力仿真分析系统及方法

背景技术

装在发动机传动机匣上的液压泵及管路处于复杂的振动环境中，容易发生共振，严重的将导致管路损坏，影响飞行安全。以往泵出口能源系统管路设计均是凭经验，带有随意性，液压管路的动应力只能到系统设计结束，在真实铁鸟试验台上进行试验后测得，如果动应力超标，再重新更改设计，试验验证，导致系统研制周期加长。

该液压管路系统分为吸油管路、回油管路和压油管路三部分。每条管路，由软管、硬管、管接头、卡箍和支座组成。其中压油管路是最容易发生破坏的管路，压油管路上的第一段硬管处，管路的拐角处，卡箍上的螺栓处，都是分析的重点部位。

发明内容

本发明的目的：

本发明公开了一种液压管路动应力仿真分析系统及方法。该方法和系统能够分析管路系统的模态和工作环境下的动力响应，预测系统的固有频率和振型，获得结构的整体变形和应力，校核结构关键部位的刚度和强度。并最终在统一的软件平台下，实现管路的参数化建模、自动分析和结构修改后的重分析，辅助实现结构的振动抑制。

本发明的技术方案：

一种液压管路动应力仿真分析方法，本方法包括以下步骤：

第一步，建立液压管路系统三维模型：在三维模型模块中，根据液压系统的原理，布置和安装技术要求，设置相关参数，建立出完整的液压系统三维模型。

第二步，通过三维模型模块的二次开发能力，利用用户界面模块提取液压系统三维模型中的结构信息和材料信息。

所述的结构信息包括：硬管的空间轴线、直径、壁厚、起点坐标；软管的空间轴线、直径、壁厚、起点坐标；管夹中心点相对于所在硬管的直管段与弯管段分界面的位置、管夹内径、宽度；卡箍中心点相对于所在硬管的直管段与弯管段分界面的位置，内径、宽度；管接头的与其相连的硬管或和软管的起点和终点坐标；支架的厚度、圆孔圆心位置。材料信息包括：硬管、管夹、卡箍、管接头以及支架的材料。

第三步，重构有限元模型：利用用户界面模块将第二步提取到三维模型的结构信息和材料信息输送给有限元分析模块，有限元分析模块对三维模型进行简化重构，得到可用于分析的有限元三维模型。

所述的简化重构包括：将卡箍头部的倒圆角简化为直角；将卡箍头部的两金属片贴合简化为一块；将卡箍金属片外层橡胶边简化，只保留内层橡胶边；将管夹的橡胶和金属片贴合简化为一块；将固定螺栓简化为圆柱体；将管接头简化为圆筒；将支架简化为薄板。

第四步，在有限元分析模块中，设置好分析的材料、弹性模量、密度、泊松比参数，对有限元三维模型进行模态分析、瞬态分析和随机分析，并将分析结果在用户界面模块中显示。

进行模态分析时还需设置的分析参数包括：网格划分定义、最大频率阶数、最大频率；

进行瞬态分析时还需设置的分析参数包括：网格划分定义、振动激励谱；

进行随机分析时还需设置的分析参数包括：网格划分定义、随机载荷谱。

一种液压管路动应力仿真分析系统，本系统包括三维模型模块、用户界面模块以及有限元分析模块，其中，

三维模型模块用于对要分析的液压管路系统建立三维模型；

用户界面模块用于提取液压系统三维模型中的结构信息和材料信息并将其输送给有限元分析模块，以及显示分析结果；

有限元分析模块用于对三维模型进行简化重构，得到可用于分析的有限元三维模型。

本发明的优点：

本发明分析液压管路系统的模态和工作环境下的动力响应，预测系统的固有频率和振型，获得结构的整体变形和应力，校核结构关键部位的刚度和强度。并最终在统一的软件平台下，实现管路的参数化建模、自动分析和结构修改后的重分析，辅助实现结构的振动抑制。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为本发明系统的原理框图。

具体实施方式

一种液压管路动应力仿真分析方法，本方法包括以下步骤：

第一步，建立液压管路系统三维模型。在三维模型模块中，根据液压系统的原理，布置和安装技术要求，设置相关参数，建立出完整的液压系统三维模型。

第二步，通过三维模型模块的二次开发能力，利用用户界面模块提取液压系统三维模型中的结构信息和材料信息。