[发明专利]一种高、低温天平分析方法及分析系统

摘要

本发明涉及一种高、低温天平流‑热‑固耦合分析方法及系统，其中方法包括在三维建模软件中，对高、低温天平进行参数化数学模型构建，其与预先建立的其他数模按天平实际装配关系进行虚拟组装；对上述系统进行网格划分；模拟系统中天平的实际受载情况，计算高、低温天平的强度、刚度、灵敏度及测量元件之间的相互干扰，获得高、低温天平的结构形式；模拟实际吹风情况，计算出系统的传热边界条件，并对系统加载所述传热边界条件；对所述系统进行仿真计算并对结果进行评价，以获得最终的高、低温天平的结构形式；本发明能够较为准确地反映高、低温天平的温度场与应力场，能够为天平结构设计提供指导，式能有效降低成本，缩短研制周期。

主权项

一种高、低温天平流‑热‑固耦合分析方法，其特征在于，包括：在三维建模软件中，对高、低温天平进行参数化数学模型构建，将构建的天平参数模型与预先建立的风洞流场数模、试验模型数模、天平支杆数模、连接锥套数模以及隔热套数模按天平实际装配关系进行虚拟组装，形成一个系统；通过有限元分析软件对上述系统进行网格划分；模拟系统中天平的实际受载情况，在有限元分析软件中模拟系统中天平的实际受载情况，分析计算高、低温天平的强度、刚度、灵敏度及测量元件之间的相互干扰，并以通过测量元件处应变变化梯度的剧烈程度，干扰信号输出值的大小为依据，获得高、低温天平的结构形式；分析计算时，首先将除天平参数模型以外的所有部件数模抑制，将天平固定端端面全约束，仅对天平参数模型施加载荷，施加力矩和远端力的作用点都在天平参数模型的自由端端面上，施加单元载荷，计算天平在每个单元载荷作用下其对应分量的灵敏度大小、电信号输出及各测量元件之间相互干扰的大小；施加组合载荷，计算在组合载荷作用下，天平的强度与刚度；满足交叉干扰小，天平整体刚度、强度大的天平结构形式即可进行下一步分析，所述干扰输出值应控制在10％以内，所述强度的具体要求是：最大应力小于天平材料的屈服强度极限值除以安全系数；模拟实际吹风情况，计算出系统的传热边界条件，并对系统加载所述传热边界条件；在此基础上对所述系统进行仿真计算并对结果进行评价，以获得最终的高、低温天平的结构形式。