[发明专利]一种结构减重孔板的刚度性能计算方法和强度计算方法

说明书

本发明公开了一种结构减重孔板的刚度性能计算方法和强度计算方法，特征在于，通过建立一种平面板模型与带孔减重板模型之间的刚度等效关系，以及局部性能分析的方法使平面钢板模型达到可以代替原减重孔板模型进行刚度、强度性能分析的目的。将该方法运用到实际工程中，可快速有效地计算结构减重孔板的刚度及强度性能，大大减轻设计人员的劳动负担，大幅缩短计算周期，提高精准度。

技术领域

本发明涉及结构分析设计领域，具体涉及一种减重孔板结构的设计方法。

背景技术

轻量化日益成为机械结构领域，工程设计人员备受关注的重要设计目标，结构上的轻量化方法是主要手段之一，其中尤其以均布减重孔板在结构上的应用十分广泛。但传统方法在进行减重孔板的有限元计算时，由于孔径、孔距通常较小，如果网格一次性画出的话往往质量很差，需要人工逐个进行调整。这种方法通常工作量很大，效率很低。而且为保证孔位处计算的精确性还需人为画出多层网格这就容易导致网格总体数量过多，网格质量不易保证，孔位之间的网格差异性较大等缺点。这不仅会大大延长分析周期，并且会对分析结果的准确性产生较大影响。

发明内容

本发明为解决目前技术的不足之处，提供了一种通过建立平面板模型与带孔减重板模型之间的刚度等效关系，计算结构减重孔板刚度性能的方法。

本发明的另一目的是提供一种结构减重孔板的强度计算方法。

本发明提供的技术方案为：一种结构减重孔板的刚度性能计算方法，其特征在于，包括：

步骤一、选取相同材质和相同尺寸的多个平面板和孔板；

步骤二、对所述多个孔板分别施加相同载荷，分别得到实际伸长位移和实际转动角度；

步骤三、对不同杨氏模量和板厚数值的所述多个平面板施加所述步骤二中载荷，得到伸长位移和转动角度，对数据进行拟合计算，得到伸长位移关于杨氏模量和板厚的第一拟合函数，转动角度关于杨氏模量和板厚的第二拟合函数；

步骤四、将步骤二所述的实际伸长位移和实际转动角度分别带入所述第一拟合函数和第二拟合函数，分别得到等效杨氏模量和等效板厚；

步骤五、在所述孔板上对不同的孔径和孔距所对应的等效杨氏模量和等效板厚进行数据拟合计算，得到等效杨氏模量关于孔径和孔距的第三拟合函数，等效板厚关于孔径和孔距的第四拟合函数，进而能够针对不同的孔距和孔径计算得出的等效杨氏模量和等效板厚。

优选的是，

所选取的孔板的孔径和孔距组合为工程常用范围。

优选的是，

所选取的孔板孔径为5～8mm，孔距为20～50mm。

优选的是，

所述平面板和孔板为钢板，尺寸大小为600mm×300mm。

优选的是，

所述步骤二中施加的载荷为15N。

优选的是，

所述第一拟合函数的关系式为：

ΔL＝7.792-3.147·E-3.147·t+0.45·E²-0.4649·E·t+0.45·t²。

优选的是，

所述第二拟合函数的关系式为：

Δθ＝11.59-3.06·E-7.967·t+0.308·E²+0.8352·E·t+1.47·t²。

优选的是，

所述第三拟合函数的关系式为：