本发明属于轮胎模型建模,具体涉及一种基于abaqus的轮胎逆向二维模型建模及网格生成方法。
背景技术:
1、轮胎新产品开发过程中,外轮廓模具一旦确定,对后期发现的不合理设计参数进行修改将变得非常困难,因此在模具加工制作之前须要多方论证,确定最佳方案。随着有限元仿真分析技术成为轮胎产品开发过程中不可或缺的虚拟测试手段,能够缩短产品开发周期,减少试错次数,降低产品开发成本。
2、有限元仿真分析中,会有多个外轮廓不同的方案进行企划分析。通常会对各个方案进行网格划分,然后对各方案进行有限元分析,然而模具轮廓设计过程中需要对参数略微改动,同时需要保证修改前后各部件材料分布基本一致,以保证每次改动均为单一变量分析过程,这都需要重新进行网格划分,费时费力。如何能够减少网格划分所耗费的时间,快速生成多方案网格,是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对相关技术中存在的不足之处,本发明提供了一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,能够基于轮胎的材料分布属性,快速生成网格。
2、本发明提供一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,包括以下步骤:
3、s1建立初始模型:通过对轮胎初始材料分布图进行网格划分获得具有初始网格的初始模型;
4、s2建立中间模型:基于二维逆向建模方法通过所述初始模型及所述初始网格获得待划分网格轮胎外轮廓图的中间模型;
5、s3建立最终模型:根据所述中间模型与适配轮辋组装后带轮辋的最终模型。
6、本实施例中,逆向建模思想为:仅对初始模型进行网格划分,将初始模型中的网格“移动”到待划分网格轮胎中去,并使初始模型中的网格与待花纹网格的轮廓适配。省去了外轮廓之后需要根据外轮廓变动而变动的内部材料分割线,省去了重新划分二维半模型网格的过程,通过逆向建模,在初始方案的基础上进行操作,生成新的二维网格及随外轮廓变动的内部材料分割线分布。节省了cad材料分割线的绘制和重新划分网格的时间。
7、在其他实施例中,所述建立初始模型包括:
8、建立半模型二维网格、对半模型二维网格定义材料属性后进行镜像复制获得对称的所述初始模型。
9、在其他实施例中,所述建立中间模型包括:
10、建立参考面:在初始模型的外轮廓上选取若干面,若干所述面为初始模型参考面;
11、建立刚性面和参考点:根据所述参考面,在待划分网格轮胎外轮廓的相应位置建立刚性面和参考点;
12、组合:移动所述参考点,使待划分网格轮胎轮廓移动到初始模型外侧,将所述参考面和所述刚性面贴合,对所述初始模型轮胎内轮廓面进行充气,使网格充满待划分网格的外轮廓;
13、复位:将待划分网格外轮廓线固定,将所述参考点恢复到原位置,内轮廓面气压降为0,得到具有网格划分的中间模型。
14、本实施例实现了将初始模型中的网格移动到待花纹网格的轮廓内,并使初始模型的网格与待划分网格的轮胎轮廓相配适。
15、在其他实施例中,还包括:待花纹网格轮胎外轮廓复位后,对所述中间模型进行修正,以使网格与待划分网格轮胎外轮廓更贴合,修正手段包括:通过project修正到转折线上,胎肩拐角、子口结合处或有纵沟的部位通过选择需要修正的网格点然后选择需要贴合的线、面,进行project命令修正;和/或调整surfi的充气压力,带动网格线整体移动,使外轮廓贴合;和/或调整surfi_zk的充气压力。该方案提高了网格线与外轮廓的贴合度,使初始模型中的网格更好配适待花纹网格的轮胎外轮廓。
16、在其他实施例中,对初始模型建立参考面为:建立四个参考面,分别为分别为胎面顶面surf-tm、胎肩面surf-tj、胎侧面surf-tc、子口面surf-zk。对初始模型建立参考面,便于待花纹网格轮胎轮廓与初始模型组合。
17、在其他实施例中,对待划分网格轮胎外轮廓建立刚性面和参考点:将待划分网格轮胎外轮廓划分为左部分和右部分,定义左部分的刚性面为surf-p2-l,右部分的刚性面为surf-p2-r,左侧刚性面参考点np2-l,右侧刚性面参考点np2-r。该方案便于待花纹网格轮胎轮廓与初始模型组合。
18、在其他实施例中,将所述参考面和所述刚性面贴合为:将待划分网格轮胎外轮廓与初始模型组合,根据两者位置关系,制定两者贴合顺序和过程,通过移动所述np2-l和np2-r将待划分网格外轮廓移动到所述初始模型外侧,增加所述surf-tm、surf-tj、surf-tc、surf-zk和所述surf-p2-l、surf-p2-r的面面接触进行贴合;对所述初始模型轮胎内轮廓面进行充气为:对所述初始模型内轮廓面surfi和surfi_zk充气,使初始模型中的网格更好的贴合待划分网格轮胎外轮廓,将np2-l和np2-r恢复到原始位置,得到中间模型。本实施例实现了将初始模型中的网格配适待划分网格轮胎外轮廓。
19、在其他实施例中,将待划分网格外轮廓线固定为:建立贴合外轮廓的网格节点集为outnodes,将外圈节点outnodes坐标固定。
20、在其他实施例中,还包括:在待划分网格轮胎外轮廓的顶线处增加相切圆弧,在待划分网格轮胎外轮廓的子口处增加相切圆弧。该方案通过增加外轮廓中心顶部的相切圆弧和子口底线相切圆弧,使过程更容易收敛和快速达成预期效果。
21、在其他实施例中,所述材料属性包括:橡胶属性和骨架材料属性。该方案使任何轮胎规格更容易实现贴合。对于强度大,不易贴合的规格或形状,通过修改橡胶属性和骨架属性调整其变形难易程度,从而得到贴合更好的网格线。在实际工况分析时再修改到实际使用橡胶属性和骨架属性即可。
22、在其他实施例中,还包括:生成新材料分布图。在二维模型及网格划分所有节点建立节点集,将所述节点集所述节点输出到excel中,通过c++编程处理,形成二维新材料分布图。
23、在其他实施例中,还包括:根据所述中间模型生成三维模型。便于进行工况对比分析。
24、基于上述技术方案,本发明实施例中的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,具有以下优点:
25、通过有限元仿真分析技术的二维逆向建模方法,减少方案的网格划分数量,能够快速生成不同方案的网格。
26、本方法对于非设计轮廓、不对称轮廓或者是任意的竞品轮廓都可以采用此方法得到需要对比的网格模型进行仿真分析。
1.一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,所述建立初始模型包括:
3.根据权利要求2所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,所述建立中间模型步骤包括:
4.根据权利要求2所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,还包括:待花纹网格轮胎外轮廓复位后,对所述中间模型进行修正,以使网格与待划分网格轮胎外轮廓更贴合,修正手段包括:通过project修正到转折线上,胎肩拐角、子口结合处或有纵沟的部位通过选择需要修正的网格点然后选择需要贴合的线、面,进行project命令修正;和/或调整surfi的充气压力,带动网格线整体移动,使外轮廓贴合;和/或调整surfi_zk的充气压力。
5.根据权利要求2所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,
6.根据权利要求4所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,
8.根据权利要求1所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,
9.根据权利要求1所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,还包括:
10.根据权利要求2所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,所述材料属性包括:橡胶属性和骨架材料属性。
11.根据权利要求1所述的一种基于abaqus的轮胎逆向网格生成及二维模型建模方法,其特征在于,还包括:
