專利名稱：一種適應(yīng)大變形的環(huán)式變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠的成型方法，尤其是指一種能適應(yīng)大變形的環(huán)式、參數(shù)化全 四邊形橡膠網(wǎng)格的成型方法。利用該網(wǎng)格成型方法，可以對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橡膠模型進(jìn)行雕塑 性剖分，然后對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行基于適應(yīng)大變形要求下的環(huán)式類5變形、參數(shù)化網(wǎng)格的生成， 從而可以使大變形的求解分析順利完成。
背景技術(shù)：
橡膠材料彈性模量小，在承載時(shí)變形量大，非線性程度高。現(xiàn)在對(duì)橡膠成型都是利 用有限元技術(shù)對(duì)橡膠材料(或橡膠彈性元件)的變形行為進(jìn)行仿真擬合，但通過使用的情 況來看，在利用有限元技術(shù)對(duì)橡膠材料(或橡膠彈性元件)的變形行為進(jìn)行仿真擬合時(shí)，往 往會(huì)因?yàn)樽冃芜^大，網(wǎng)格扭曲嚴(yán)重，或者分析過程中出現(xiàn)沙漏現(xiàn)象，造成分析無法收斂而使 計(jì)算失敗。因此，為了順利完成分析過程，需要對(duì)網(wǎng)格密度、網(wǎng)格形狀及網(wǎng)格成型方法進(jìn)行 進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了克服現(xiàn)有橡膠材料單元網(wǎng)格成型方法的不足，提出一種 更能適應(yīng)橡膠材料大變形要求、減少網(wǎng)格扭曲和沙漏形成的環(huán)式類五邊形變形、參數(shù)化橡 膠單元網(wǎng)格的成型方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種環(huán)式類五邊形變形、參數(shù)化橡 膠單元網(wǎng)格的成型方法，將整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形、網(wǎng)格 扭曲嚴(yán)重的左和右2個(gè)區(qū)域進(jìn)行共4個(gè)類五邊形剖分，然后在每一個(gè)局部類五邊形區(qū)域進(jìn) 行參數(shù)化的網(wǎng)格設(shè)置，并使每邊網(wǎng)格數(shù)量滿足如下要求a, b，c，d，e≥0
e + b≥a + 2c + d/2 滿足上式要求的網(wǎng)格布局及網(wǎng)格成型后的網(wǎng)格狀態(tài)，見圖1所示，根據(jù)模型大小 和分析質(zhì)量的要求，可通過參數(shù)化調(diào)整網(wǎng)格數(shù)量來形成網(wǎng)格密度不同、但網(wǎng)格布局相同的 環(huán)式類五邊形變形的橡膠網(wǎng)格。本發(fā)明所涉及的橡膠網(wǎng)格成型方法，可以很方便地實(shí)現(xiàn)橡膠網(wǎng)格的環(huán)式類五邊形 變形特性，適應(yīng)橡膠網(wǎng)格在大變形條件下的變形需要，而且也可以很方便地實(shí)現(xiàn)橡膠網(wǎng)格 的參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而根據(jù)模型的大小和分析的實(shí)際工況，對(duì)模型的網(wǎng)格密度進(jìn)行優(yōu)化式調(diào) 整，從而形成網(wǎng)格密度不同但網(wǎng)格布局相同的環(huán)式類五邊形變形橡膠網(wǎng)格。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為 以下幾個(gè)方面■通過使用該橡膠網(wǎng)格的成型方法，所形成的橡膠網(wǎng)格形狀全部是四邊形網(wǎng)格， 網(wǎng)格質(zhì)量高，應(yīng)力結(jié)果精確?！鐾ㄟ^使用該橡膠網(wǎng)格的成型方法，所形成的橡膠網(wǎng)格的布局是環(huán)式類5變形，易于橡膠材料大變形時(shí)的扭曲模擬?！鐾ㄟ^使用該橡膠網(wǎng)格的成型方法，橡膠網(wǎng)格的形成方式是參數(shù)化的，因而可以 參數(shù)化的調(diào)整網(wǎng)格密度，而同時(shí)保持橡膠網(wǎng)格的布局形態(tài)和網(wǎng)格形狀。
圖1是本發(fā)明(適應(yīng)大變形的環(huán)式、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法)的一個(gè)實(shí)施例 的流程圖；圖2是本發(fā)明的整體模型圖；圖3是本發(fā)明的整體剖分設(shè)計(jì)圖；圖4是本發(fā)明的局部區(qū)域的類五邊形變形的網(wǎng)格布局設(shè)計(jì)5是本發(fā)明的類五邊形的參數(shù)化、環(huán)式網(wǎng)格設(shè)計(jì)6是本發(fā)明的整體環(huán)式、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格設(shè)計(jì)圖
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。從附圖中可以看出，本發(fā)明是一種適應(yīng)大變形的環(huán)式類五邊形變形、參數(shù)化橡膠 網(wǎng)格的成型方法，該方法是將整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形、網(wǎng) 格扭曲嚴(yán)重的左和右2個(gè)區(qū)域進(jìn)行共4個(gè)類五邊形剖分，然后在每一個(gè)局部類五邊形區(qū)域 進(jìn)行參數(shù)化的網(wǎng)格設(shè)置，并使每邊網(wǎng)格數(shù)量滿足如下要求a, b，c，d，e 彡 0
, a + lc + de + b>-
2滿足上式要求的網(wǎng)格布局及網(wǎng)格成型后的網(wǎng)格狀態(tài)，見圖1所示，根據(jù)模型大小 和分析質(zhì)量的要求，可通過參數(shù)化調(diào)整網(wǎng)格數(shù)量來形成網(wǎng)格密度不同、但網(wǎng)格布局相同的 環(huán)式類五邊形變形的橡膠網(wǎng)格。所述的適應(yīng)大變形的環(huán)式類五邊形變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格 的成型方法主要包括以下步驟步驟1，創(chuàng)建需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的模型，判斷模型的承載特性及橡膠模型可能的變形模 式；步驟2，對(duì)整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形的左和右的區(qū) 域進(jìn)行類5邊形剖分；步驟3，對(duì)模型中的4個(gè)類5邊形區(qū)域進(jìn)行基于單網(wǎng)格的模型劃分，即每一邊產(chǎn)生 兩個(gè)單元，每一個(gè)類5變形區(qū)域形成5個(gè)單元；步驟4，基于參數(shù)化原則，對(duì)參數(shù)a，b，c, d，e進(jìn)行設(shè)置，整個(gè)橡膠模型形成網(wǎng)格密 度滿足要求，而且網(wǎng)格布局保持相同環(huán)式類5變形狀態(tài)的網(wǎng)格特性。所述的類五邊形區(qū)域?yàn)榄h(huán)式類5變形網(wǎng)格，其余邊角區(qū)域?yàn)橐?變形為主的單元 布局和單元狀態(tài)。所述的橡膠模型在類五邊形區(qū)域以參數(shù)化方式設(shè)置單元數(shù)，從而根據(jù)模型的大小 和分析的實(shí)際工況，對(duì)模型的網(wǎng)格密度進(jìn)行優(yōu)化式調(diào)整，從而形成網(wǎng)格密度不同但網(wǎng)格布 局方式相同的環(huán)式類五邊形變形橡膠網(wǎng)格。
權(quán)利要求
一種適應(yīng)大變形的環(huán)式變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法，其特征在于將整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形、網(wǎng)格扭曲嚴(yán)重的左和右2個(gè)區(qū)域進(jìn)行共4個(gè)類五邊形剖分，然后在每一個(gè)局部類五邊形區(qū)域進(jìn)行參數(shù)化的網(wǎng)格設(shè)置，并使每邊網(wǎng)格數(shù)量滿足如下要求a，b，c，d，e≥0 <mrow><mi>e</mi><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>≥</mo><mfrac> <mrow><mi>a</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>c</mi><mo>+</mo><mi>d</mi> </mrow> <mn>2</mn></mfrac> </mrow>滿足上式要求的網(wǎng)格布局及網(wǎng)格成型后的網(wǎng)格狀態(tài)，根據(jù)模型大小和分析質(zhì)量的要求，可通過參數(shù)化調(diào)整網(wǎng)格數(shù)量來形成網(wǎng)格密度不同、但網(wǎng)格布局相同的環(huán)式類五邊形變形的橡膠網(wǎng)格。
2.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)大變形的環(huán)式變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法，其特征 在于適應(yīng)大變形的環(huán)式類五邊形變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法主要包括以下步驟步驟1，創(chuàng)建需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的模型，判斷模型的承載特性及橡膠模型可能的變形模式；步驟2，對(duì)整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形的左和右的區(qū)域進(jìn) 行類五邊形剖分；步驟3，對(duì)模型中的4個(gè)類5邊形區(qū)域進(jìn)行基于單網(wǎng)格的模型劃分，即每一邊產(chǎn)生兩個(gè) 單元，每一個(gè)類五邊形變形區(qū)域形成5個(gè)單元；步驟4，基于參數(shù)化原則，對(duì)參數(shù)a，b，c, d，e進(jìn)行設(shè)置，整個(gè)橡膠模型形成網(wǎng)格密度滿 足要求，而且網(wǎng)格布局保持環(huán)式類五邊形變形狀態(tài)的網(wǎng)格特性。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)式類5變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法，其特征在于類五 邊形區(qū)域?yàn)榄h(huán)式類5變形網(wǎng)格，其余邊角區(qū)域?yàn)橐?變形為主的單元布局和單元狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)式類5變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法，其特征在于橡膠 模型在類五邊形區(qū)域以參數(shù)化方式設(shè)置單元數(shù)，從而根據(jù)模型的大小和分析的實(shí)際工況， 對(duì)模型的網(wǎng)格密度進(jìn)行優(yōu)化式調(diào)整，從而形成網(wǎng)格密度不同但網(wǎng)格布局方式相同的環(huán)式類 五邊形變形橡膠網(wǎng)格。
全文摘要
一種適應(yīng)大變形的環(huán)式變形、參數(shù)化橡膠網(wǎng)格的成型方法，將整個(gè)模型剖分出左、中、右3個(gè)區(qū)域，并對(duì)容易發(fā)生大變形、網(wǎng)格扭曲嚴(yán)重的左和右2個(gè)區(qū)域進(jìn)行共4個(gè)類五邊形剖分，然后在每一個(gè)局部類五邊形區(qū)域進(jìn)行參數(shù)化的網(wǎng)格設(shè)置，并使每邊網(wǎng)格數(shù)量滿足如下要求滿足上式要求的網(wǎng)格布局及網(wǎng)格成型后的網(wǎng)格狀態(tài)，根據(jù)模型大小和分析質(zhì)量的要求，可通過參數(shù)化調(diào)整網(wǎng)格數(shù)量來形成網(wǎng)格密度不同、但網(wǎng)格布局相同的環(huán)式類五邊形變形的橡膠網(wǎng)格。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101887476SQ20101021263
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者劉建勛, 張亞新, 王宏, 黃友劍 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司