[发明专利]一种发动机的螺栓强度分析方法

说明书

本发明属于螺栓的强度分析方法技术领域，公开了一种发动机的螺栓强度分析方法。该发动机的螺栓强度分析方法，螺栓用于将目标件连接于发动机上，包括以下步骤：对发动机进行多体动力学分析，得到目标件的位移；建立线性子模型，输入目标件的位移，得到对线性子模型的作用力；建立非线性子模型，输入作用力和静态载荷，获得螺栓的受力和接触状态，用以评估螺栓的强度。本发明提供的发动机的螺栓强度分析方法，使得对发动机的螺栓强度分析在达到较高精度的同时能提高计算效率。

技术领域

本发明涉及螺栓的强度分析方法技术领域，尤其涉及一种发动机的螺栓强度分析方法。

背景技术

发动机的运行过程中受到的载荷复杂，对零部件连接螺栓的强度提出了较高的要求，以空冷器的连接螺栓为例，受力来自三个部分：发动机周期性振动带来的动态载荷；空冷器内部压力、温度载荷和螺栓预紧力。

当前的分析技术中，一般采用有限元隐式动力学进行应力计算，该方法可以考虑载荷及接触的非线性，在边界和载荷正确的前提下，可以达到很高的精度。但由于发动机的自由度较多，存在实际计算量十分庞大的问题，使得该方法往往只对空冷器单独进行分析，仅考虑螺栓自身预紧力、内部压力和温度等静态载荷，而忽略了发动机整体振动带来的动态载荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机的螺栓强度分析方法，使得对发动机的螺栓强度分析在达到较高精度的同时能提高计算效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机的螺栓强度分析方法，所述螺栓用于将目标件连接于所述发动机上，包括以下步骤：

对所述发动机进行多体动力学分析，得到目标件的位移；

建立线性子模型，输入所述目标件的位移，得到对所述线性子模型的作用力；

建立非线性子模型，输入所述作用力和静态载荷，获得所述螺栓的受力和接触状态，用以评估所述螺栓的强度。

可选地，所述对所述发动机进行多体动力学分析，得到目标件的位移的步骤包括：

建立所述发动机的多体动力学模型，通过有限元分析得到目标件的柔性体；

对所述目标件的柔性体加载动态载荷，进行发动机瞬态多体动力学分析，得到所述目标件的位移。

可选地，所述目标件的柔性体包括质量、刚度和模态信息。

可选地，所述动态载荷包括气缸爆发压力、气阀力和负载。

可选地，所述线性子模型的有限元网络划分精度和所述非线性子模型的有限元网络划分精度均大于等于所述多体动力学模型的有限元网络划分精度。

可选地，所述目标件的位移由所述发动机运行时的振动产生。

可选地，所述静态载荷包括螺栓预紧力、目标件内部压力和目标件温度。

可选地，所述发动机包括机架，所述目标件与所述机架连接，所述机架在分割面处被分割为第一机架部和第二机架部，所述第一机架部与所述目标件连接，所述第二机架部远离所述目标件。

可选地，所述线性子模型包括所述第一机架部和所述目标件，所述第一机架部与所述目标件线性接触。

可选地，所述非线性子模型包括所述第一机架部、所述目标件和所述螺栓，所述第一机架部与所述目标件通过所述螺栓连接。

有益效果：