[发明专利]一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法

权利要求书

1.一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，包括：

搭建三维臂架模型，并对所述三维臂架模型进行特征处理；

对特征处理后的三维臂架模型进行网格划分，并施加边界条件，得到臂架有限元模型；

采用法向拉格朗日法对臂架有限元模型中的臂架与滑块接触点增加额外的压力自由度，控制臂架与滑块接触面的穿透；

基于臂架系统的运动状态，对所述臂架有限元模型进行顺序动作驱动设置；

利用有限元求解器对所述臂架有限元模型进行求解计算，得到臂架系统的分析结果，具体的，得到一个随着臂架系统滚动，实时显示各臂架系统部件应力的动态云图。

2.根据权利要求1所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述对所述三维臂架模型进行特征处理，包括：

将所述三维臂架模型中不影响计算的小特征进行删除处理，包括但不限于删掉不影响计算的零件、处理剖口，去掉非关键位置的小孔和槽，用圆孔代替螺纹孔，用直角代替圆角及倒角；

对不需要进行受力分析的部件划分为刚性，对需要进行受力分析的部件划分为柔性，其中，划分为刚性的部件，不需要划分有限元网格。

3.根据权利要求1所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述搭建三维臂架模型，并对所述三维臂架模型进行特征处理之后，还包括：

对特征处理后的三维臂架模型进行模型分组，包括臂架支座组、基本臂组、二节臂组、三节臂组、前端工作装置组和油缸组。

4.根据权利要求1所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述对特征处理后的三维臂架模型进行网格划分，并施加边界条件，得到臂架有限元模型，包括：

对特征处理后的三维臂架模型进行风险区域预估，

对所述三维臂架模型进行网格划分，并将预估为风险区域的区域网格进行网格加密处理；

对所述三维臂架模型施加边界条件，得到臂架有限元模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述对所述三维臂架模型施加边界条件，包括：

基本臂和二节臂间通过油缸进行铰接，且基本臂头部滑块与二节臂臂筒进行摩擦接触，二节臂尾部滑块与基本臂臂筒进行摩擦接触，二节臂和三节臂间通过油缸进行铰接，且二节臂头部滑块与三节臂臂筒进行摩擦接触，三节臂尾部滑块与二节臂臂筒进行摩擦接触；

对臂架系统其余部件均通过铰接进行连接；

给定臂架系统自重和负载，将臂架支座固定。

6.根据权利要求3所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述基于臂架系统的运动状态，对所述臂架有限元模型进行顺序动作驱动设置，包括：

基于臂架系统的运动状态，确定油缸组中每一个油缸的运动状态；

根据所述每一个油缸的运动状态，进行顺序动作驱动设置；

其中，所述油缸的运动状态包括油缸的运动情况和运动先后顺序。

7.根据权利要求1所述的一种基于瞬态动力学的臂架系统有限元分析方法，其特征在于，所述利用有限元求解器对所述臂架有限元模型进行求解计算，得到臂架系统的分析结果之后，还包括：

对分析结果不符合要求的位置，进行局部设计修改和结构优化。