[发明专利]一种基于优化算法的减振器刚度模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于优化算法的减振器刚度模拟方法。首先，根据实际减振器的几何形状建立相应的物理模型；其次，对建立的模型进行有限元网格的划分；第三，将建立的减振器模型赋予正交各向异性材料属性；第四，对减振器一端施加固定约束，另外一端施加单位载荷，进行有限元的求解，从而得到减振器的各向刚度；最后，以正交各向异性材料的各向弹性模量为设计变量，以有限元模拟得到的减振器各向刚度与实际减振器各向刚度最接近为优化目标，进行优化，从而精确模拟实际减振器的刚度。将优化得到的材料属性赋予减振器有限元，进行整体工程结构的有限元计算，可以得到更精确的解。

技术领域

本发明涉及减振器刚度模拟方法，特别涉及基于优化算法的减振器刚度模拟方法。

背景技术

为提高设备的运行寿命和可靠性，减振器设计已成为力学设计中关注的重点。减振器的设计需要重点考虑其刚度特性。结构在外部力作用下抵抗变形的能力即为刚度，即引起单位位移所需要的外力。

在实际工程应用中，往往是选用现有的减振器型号，能够给出减震器的各向刚度。然而再进行结构的静力分析时，却无法直接建模得到与实际减振器各向刚度相同的有限元减振器模型。基于此，本发明提出基于优化算法的减振器刚度模拟方法，采用正交各向异性材料模拟减振器模型，并通过优化得到与实际减振器各向刚度相同的有限元减振器模型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出基于优化算法的减振器刚度模拟方法，采用正交各向异性材料模拟减振器模型，并通过优化得到与实际减振器各向刚度相同的有限元减振器模型，为有限元静力计算中减振器的模拟提供一种可选方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于优化算法的减振器刚度模拟方法，其实现步骤如下：

步骤一：根据实际减振器的几何形状建立相应的物理模型；

步骤二：对建立的模型进行有限元网格的划分；

步骤三：将建立的减振器模型赋予正交各向异性材料属性；

步骤四：对减振器一端施加固定约束，另外一端施加单位载荷，进行有限元的求解，从而得到减振器的各向刚度；

步骤五：以正交各向异性材料的各向弹性模量为设计变量，以有限元模拟得到的减振器各向刚度与实际减振器各向刚度最接近为优化目标，进行优化，从而精确模拟实际减振器的刚度；

步骤六：将优化得到的正交各向异性材料的各向弹性模量赋予整体结构，进行整体结构的有限元分析，从而实现整体结构的有限元求解。

进一步的，所述步骤一中根据实际减振器的几何形状建立相应的物理模型。

进一步的，所述步骤二中对建立的模型进行有限元网格的划分。

进一步的，所述步骤三中将建立的减振器模型赋予正交各向异性材料属性。

进一步的，所述步骤四中对减振器一端施加固定约束，另外一端施加单位载荷，进行有限元的求解，从而得到减振器的各向刚度。

进一步的，步骤五中所述步骤五中优化列式为：

其中，E₁,E₂,E₃,v₁₂,v₂₃,v₁₃,G₁₂,G₂₃,G₁₃为减振器正交各向异性材料的材料参数；K'_x,K'_y,K'_z为有限元求解所得的各向刚度；K_x,K_y,K_z为实际减振器的各向刚度。