欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 202010383184X
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种考虑吸能刚度的点阵筛选和相对强度点阵填充方法,其特征在于,其包括如下步骤:步骤1、计算点阵吸能:

计算冲击结束时弹性应变能密度对点阵体积的积分作为点阵吸能;

步骤2、计算点阵刚度;

计算冲击载荷下点阵的最大位移量的倒数作为点阵刚度;

步骤3、进行目标点阵筛选;

步骤31、将吸能与刚度的评价变为比吸能与刚度的评价,所述比吸能为单位质量点阵吸收能量,所述刚度为加载方向上点阵位移的倒数;

步骤32、将储能比Φ作为筛选点阵的量化评价指标,Φ越大表示吸能与刚度兼顾效果越好;

计算公式为:

其中:点阵比吸能 e为点阵吸收的能量,m为点阵质量;K为点阵的刚度,Kmax为各点阵刚度的最大值;SEAmax为各点阵比吸能的最大值;将K与Kmax作比值和SEA与SEAmax作比值是用归一化的方法消除刚度和比吸能单位不同的影响;

步骤4:对不同的点阵类型并进行建模,确定所述点阵的材料属性及工况,并进行仿真分析;

步骤5:根据步骤3中的所述量化评价指标从步骤4中所述点阵类型中选出吸能能力和刚度兼顾最优的点阵类型,作为填充模型;

步骤6:改变步骤5选出的所述点阵类型的填充率,计算各个所述填充率下的相对强度,所述相对强度为冲击载荷下点阵的最大米塞斯应力与同体积实体结构的比值;

步骤7:建立所述点阵的初始结构几何模型,然后赋予所述初始结构材料属性并施加载荷和约束条件,进行有限元分析,获得应力分布信息;

步骤8:根据所述初始结构与实体的相对强度,以及待填充区域的实际应力分布,估算不同填充率点阵胞元填充后的应力大小;然后,按照如下原则确定填充区域各点阵的填充率:保证填充之后估算应力的最大值小于材料的屈服强度的情况下,用相对密度小的点阵进行填充;

步骤9:用步骤5选择出的点阵类型按照步骤8的填充方法进行变密度点阵的填充,得出最终的点阵结构填充的几何模型。

2.根据权利要求1所述的考虑吸能刚度的点阵筛选和相对强度点阵填充方法,其特征在于,所述步骤1中所述吸能的计算方法为:步骤12、根据广义胡克定律,点阵内微小单元的主应变:其中:ε1、ε2、ε3为点阵内微小单元的主应变;σ1、σ2、σ3为点阵内微小单元的主应力;E是点阵材料的弹性模量;υ是材料泊松比;

步骤12、计算点阵的吸能e;

计算公式为:

e=∫u0dV;

其中:e为点阵的吸能,u0为应变能密度, V为点阵的单位体积。

3.根据权利要求1所述的考虑吸能刚度的点阵筛选和相对强度点阵填充方法,其特征在于,所述步骤5包括如下具体步骤:步骤51、根据步骤1的方法在有限元分析结果中提取所述点阵的应变能,并以应变能表示点阵吸收的能量;

步骤52、根据步骤2的方法提取以点阵在加载方向的最大位移L,以L的倒数表示点阵刚度K;

步骤53、依据储能比公式计算各点阵的储能比,认定储能比最大的点阵是吸能和刚度兼顾效果最好的点阵,因此确定所述点阵为填充点阵。

4.根据权利要求1所述的考虑吸能刚度的点阵筛选和相对强度点阵填充方法,其特征在于,所述步骤6包括如下具体步骤:步骤61、保持步骤5所确定的点阵的总体尺寸和单胞尺寸不变,改变所述点阵的填充率;

步骤62、建立所述点阵的有限元模型和一个同体积的实体有限元模型,将所述模型与步骤4中的材料和工况保持一样,进行有限元分析,计算所述各填充率点阵的最大米塞斯应力与实体的比值,将得到的所述比值作为所述各填充率点阵的相对强度,为点阵填充作准备;

其公式为:

其中δi为各填充率点阵的相对强度,σi为各填充率下点阵的最大应力值,σ实为同工况同体积的实体最大应力值,i=1,2…n,n为各填充率点阵的数量。