[发明专利]一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统

说明书

本发明提出的一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统，通过将空调内质量集中的系统部件壳单元模拟生成腔体，同时简化内部元器件为单个质量单元，并创建腔体和质量单元之间刚性连接，得到系统部件的FEM模型，再根据实际情况，对相应系统部件的FEM模型的编辑，使其通过梁单元安装在空调基座后，与空调机架的FEM模型组装后即可进行仿真分析。通过本发明的方法保证了分析结果的精度，提高了仿真分析的效率。

技术领域

本发明涉及轨道交通的空调领域，特别是涉及一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统。

背景技术

轨道交通空调中包含压缩机、换热器、风机等诸多较大集中质量部件，这些部件统称为系统部件，且都安装于空调腔体内，为了对设计的空调腔体进行结构仿真分析，需要对内部这些大质量部件进行有限元建模，空调机架作为结构仿真分析的主体对象，研究其在外界振动工况下对大质量部件的承载能力，而空调中采用的制冷部件结构较为复杂，无法按照真实结构对其进行有限元建模，一般都是简化为单个质量单元与空调安装基座连接在一起，虽然这种方式最为快速，但对于机架安装结构强度仿真分析结果精度有一定的影响，若简化的部件质量单元与安装基座采用RBE2(纯刚性)连接，则分析的安装结构强度结果过于冒进，当简化的部件质量单元与安装基座采用RBE3(柔性)连接，分析的安装结构强度结果过于保守，导致这种差异的原因是简化的系统部件为非纯刚体的部件。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法、系统。

本发明的主要内容包括：

一种轨道交通空调机架安装强度的有限元分析方法，包括如下步骤：

S1.创建并打开待分析的空调机架的FEM模型；

S2.根据待分析的空调机架实际应用的空调组成，调取预先创建的系统部件的初始FEM模型；其中，系统部件的初始FEM模型包括壳单元以及设置在壳单元重心处的质量单元；

S3.根据该系统部件的实际规格，编辑草绘尺寸以及质量，生成系统部件对应的实际FEM模型；

S4.将系统部件对应的实际FEM模型通过梁单元安装至指定的空调基座上，得到空调的FEM模型；

S5.将空调的FEM模型与空调机架的FEM模型组装后开始仿真分析。

优选的，系统部件的初始FEM模型的创建方法包括如下步骤：

S21.根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，得到腔体，所述腔体为非刚体结构；

S22.将系统部件的内部元器件简化为单个质量单元；

S23.在腔体的重心处布设重心节点，将单个质量单元设置在所述重心节点处，并在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接。

优选的，根据系统部件的外形，对其进行壳单元模拟，包括根据系统部件的外形，进行外形建模抽壳。

优选的，对系统部件进行外形建模抽壳包括对腔体的抽壳网格划分。

优选的，对腔体的抽壳网格划分包括对腔体的安装孔进行单独网格划分处理和对腔体的其他部分进行网格化处理。

优选的，在所述腔体和所述质量单元之间创建刚性连接包括创建重心节点与安装孔节点之间的刚性连接。

本发明还提出了一种轨道空调机架安装强度的有限元分析系统，包括：

输入模块，用于录入轨道空调的三维模型；

导入模块，用于导入预先创建好的空调机架的FEM模型和相应的系统部件的初始FEM模型；