[发明专利]一种间隙转动副接触应力分析的方法

权利要求书

1.一种间隙转动副接触应力分析的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1:提取轴承接触边界有限元单元，为每个单元设置高斯积分点；

S2:搜索每一轴承接触边界高斯积分点在转轴接触边界上的投影点M及其参数坐标；

S3:计算所有转轴投影点M处法向间距及几何度量；

S4:为转轴接触边界每个节点A计算等效投影点参数坐标及其变分，等效投影点处法向间距及其变分，几何度量，法向及切向牵引力；

S5:计算接触力虚功；

所述S4步骤中的轴承接触边界每个节点A等效投影点参数坐标及其变分满足如下方程：

其中，Γ为接触边界，R_A为与节点A对应的NURBS插值函数，为投影点M的参数坐标；

等效投影点处法向间距g_NA及其变分δg_NA按照下式计算：

其中，g_N为高斯积分点与投影点间的法向间距；

等效投影点处法向牵引力t_NA按下式计算：

t_NA＝∈_Ng_NA

其中，∈_N为法向惩罚参数；

等效投影点处切向牵引力t_TA按下式计算：

其中，μ为摩擦系数，为试验节点切向牵引力，所述试验节点切向牵引力定义为：

其中下标n指上一时间步，∈_T为切向惩罚参数，

等效投影点处几何度量其中m₁₁为上述投影点M处几何度量，即

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中提取轴承接触边界有限元单元还包括：对间隙运动副的转轴和轴承进行有限元网格划分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中提取轴承接触边界有限元单元为分别提取转轴和轴承接触体接触边界上的一维单元。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中设置高斯积分点包括根据高斯积分准则在轴承接触边界每个单元上分布若干高斯积分点，所述高斯积分点取插值函数阶次的2倍。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述S2步骤中的投影点M对应的参数坐标满足如下非线性方程：

其中，f(·)表示函数，τ₁为转轴接触边界上任一点处的协变基矢量，x¹和x²分别为转轴和轴承接触边界上任一点的位置矢量，ξ为转轴接触边界的参数坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3步骤中的投影点M处法向间距及几何度量根据下式计算：

高斯积分点与投影点的法向间距：

其中n为投影点M法向单位矢量；

投影点M处几何度量

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接触力虚功δW通过下式计算：