[发明专利]一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法

说明书

本发明公开了一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法。所述方法包括如下步骤：步骤1：对试验件施加载荷；步骤2：获取最大偏置量；步骤3：选取试验状态；步骤4：建立热源有限元模型；步骤5：形成多个包括热源有限元模型以及试验件的待测有限元模型；步骤6：进行有限元模拟；步骤7：获取节点温度之差的方差；步骤8：选取各个节点中方差最小值点为最佳温度控制点。本发明所提供的试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法使用热源加热方案，并对加载过程中出现的试验件受热不均匀问题进行温度控制点选取的优化分析，找出最优温度控制点布置方案，在控制成本、保证试验周期的前提下满足试验控制精度。

技术领域

本发明涉及力热结合学技术领域，特别是涉及一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法。

背景技术

针对悬臂状态布置的试验件，沿长度方向一端固支，另一端自由，同时受到力/热载荷作用，在加载过程中试验件自由端挠度随时间发生变化。

在这一过程中，若要求加热器到试验件表面距离保持不变，需采用加热器随动设计。但考虑到采用加热器随动设计会增加加热器系统复杂程度，降低系统可靠性，此外采用随动设计会极大的增加加工成本并使试验周期延长。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法，所述试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法包括如下步骤：步骤1：将试验件的一端进行固定，并对另一端施加载荷；步骤2：获取试验件的最大偏置量；步骤3：在不超过试验件的最大偏置量的前提下选取试验件的多个偏置状态作为试验状态，其中，至少包括试验件无偏置时的状态；步骤4：建立热源有限元模型；步骤5：将每个所述试验状态与所述步骤4中的热源有限元模型结合，从而形成多个包括热源有限元模型以及试验件的待测有限元模型，各个待测有限元模型能够体现所述试验件在施加载荷的情况下的运动顺序性；步骤6：对步骤5中的各个待测有限元模型进行温度、时间数值给予，从而进行有限元模拟，并检测有限元模拟后的每个待测有限元模型中的试验件表面的沿试验件的轴向方向排列的节点的温度；步骤7：通过方差法获取每个待测有限元模型中、每个节点的温度与其相应所在的待测有限元模型中试验件中具有表面最高温度的节点以及具有表面最低温度的节点的方差；步骤8：选取所述各个节点中方差最小值点为最佳温度控制点。

优选地，所述步骤2中的最大偏置量包括向一个方向弯曲的最大偏置量以及向与该方向相反的方向弯曲的最大偏置量。

优选地，所述步骤5中的每个待测有限元模型的有限元节点编号、单元数量均相同。

优选地，所述步骤5中的将每个所述试验状态与所述步骤4中的热源有限元模型结合具体为：建立每个所述试验状态的几何模型；将几何模型与所述热源有限元模型结合。

优选地，所述偏置状态的数量为10个。

优选地，所述步骤6中的对步骤5中的各个待测有限元模型进行温度、时间数值给予具体为：各个待测有限元模型之间根据试验件在施加载荷的情况下的运动顺序性进行温度以及时间数值给予，其中，试验件无偏置时的状态所对应的待测有限元模型作为首位待测有限元模型，所述首位待测有限元模型的温度为给定温度，在其之后的各个待测有限元模型的温度为经过时间以及热源结合计算后的温度。

优选地，所述步骤4中的热源有限元模型中的热源包括石英灯以及反射板。

本发明所提供的试验件在力热联合作用下温度控制点位置选择方法使用热源加热方案，并对加载过程中出现的试验件受热不均匀问题进行温度控制点选取的优化分析，找出最优温度控制点布置方案，在控制成本、保证试验周期的前提下满足试验控制精度。