恭喜中南大学田朝阳获国家专利权
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龙图腾网恭喜中南大学申请的专利一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119026274B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411258018.1,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法及系统是由田朝阳;容铠彬;荣士锋;胡泽华;唐进元设计研发完成,并于2024-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于齿轮仿真技术领域,公开了一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法及系统,该方法通过锥齿轮的设计参数计算获得锥齿轮单齿的表面点及端面的边界点,并进一步计算锥齿轮网格控制线段上的各点,进而通过扩展插值获得所有网格点,从而生成完整的锥齿轮单齿有限元网格模型。本发明提供的方法实现了基于设计参数的锥齿轮有限元模型自动生成,避免了现有方法繁琐的人工操作,具有高效率的优点。
本发明授权一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法,其特征在于,包括:S1:获取锥齿轮的齿面节点;S2:计算锥齿轮端面的边界节点;S3:获取锥齿轮的内部骨架节点;S4:组合所述齿面节点、所述边界节点以及所述内部骨架节点,并对组合后的节点进行插值处理以得到锥齿轮的全部网格节点;S5:基于所述锥齿轮的全部网格节点根据单元组合方式构成锥齿轮的有限元模型;所述S2包括:获取锥齿轮的圆锥端面;根据锥齿轮的设计参数和圆锥端面的二维投影图确定圆锥端面的各边界节点,包括点A、C、E、I、J、D、F、H和B;其中,D为CE的中点,F为EI的中点,H为AJ的中点,B为齿廓和齿根的交点;所述S3包括:确定所述圆锥端面的目标点G;根据所述目标点G确定用于表示所述圆锥端面的骨架的第一线段、第二线段、第三线段、第四线段、第五线段以及第六线段;分别确定所述第一线段、所述第二线段、所述第五线段以及所述第六线段上的节点;根据设定的偏置系数确定所述第三线段和所述第四线段上的节点;所述确定所述圆锥端面的目标点G,包括:确定边界节点中的A、B、H、F的三维坐标;计算比例因子K,满足如下关系式:K=|A-B|0.8×|H-F|;式中,A表示端面齿顶边界点,B表示与A同侧的端面齿廓和齿根交点,H表示端面齿顶中点,F表示端面齿底中点;计算角度点H和F在XY平面上与X轴的夹角θH和θF; 式中,Hy表示点H的y坐标值,Hx表示点H的x坐标值,Fy表示点F的y坐标值,Fx表示点F的x坐标值;再计算点H和点F关于原点在XY平面上的半径差ΔRHF值: 再计算G点在XY平面上与X轴的夹角θG:θG=θH-KθH-θF; 式中,RG表示点G在XY平面上关于原点的半径,Hz表示点H的z坐标值,Fz表示点F的z坐标值,Gx,Gy,Gz表示目标点G的三维坐标;根据设定的偏置系数确定所述第三线段和所述第四线段上的节点,包括:设定偏置系数为M,M=1,则在1和M之间均匀的生成L+1个值,L为线段内的节点个数,其集合为S,满足如下计算公式: 式中,表示线段BG上起点B在XY平面上关于原点的半径,Bx,By,Bz表示点B的三维坐标,表示线段BG上起点B在XY平面上与X轴的夹角,表示线段BG上起点B在Z方向上的位置,ΔRBG表示点B和点G的连线关于原点在XY平面上的半径差,θBG表示线段BG上起点B与终点G在XY平面上与X轴的夹角差,ZBG表示点B和点G的连线在Z方向上的距离差,代表BG线段内第i个插值点的半径,Si代表BG线段内第i个插值点的比例因子,代表BG线段内第i个插值点的在XY平面上与X轴的夹角,分别代表BG线段内第i个插值点的X、Y及Z方向上的位置;在M等于1时,线段上的节点均匀分布,若M不为1则生成的线段节点越靠近表面越密。
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