一种衬套压装仿真方法及电子设备与流程

本申请涉及衬套，具体而言，涉及一种衬套压装仿真方法及电子设备。

背景技术：

1、汽车摆臂、副车架、转向节等有衬套压装要求的零件，在生产压装过程中，会发生衬套压入力压出力过大或者过小的问题。过大导致压装不到位、衬套开裂等问题，过小导致零件服役过程中衬套易脱落、衬套性能不达标等问题。

2、为了解决上述问题，需要预先对衬套压装过程中的压入力和压出力进行计算。由于衬套结构复杂，无法采用经验公式准确地预测压入力和压出力，因此，一般通过仿真来获得衬套的压入力和压出力。但目前的仿真采用全尺寸分析建模，存在建模速度慢、仿真参数不易获取、计算耗时长、计算误差大、不足以有效预先指导生产等问题。

3、因此，如何提高衬套压装仿真的计算效率，更精准地指导压装调试，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种衬套压装仿真方法及电子设备，以提高衬套压装仿真的计算效率，更精准地指导压装调试。

2、为了实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供了一种衬套压装仿真方法，所述方法包括：

4、获取衬套与外套管处于过盈状态下的原始三维模型；

5、沿着通过原始三维模型中心轴的两个对称面，将所述原始三维模型切割成四等份，并对四分之一原始三维模型进行等效处理，得到仿真模型；其中，所述仿真模型包括两个切割面；

6、基于所述原始三维模型设置所述仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件；

7、提交仿真软件进行计算，获取所述衬套的压入力和压出力；

8、根据所述压出力调节所述仿真模型的过盈量，重复进行模拟仿真，直至所述压出力达到目标值，并将此时的过盈量作为推荐过盈量；

9、根据所述推荐过盈量调节所述衬套与所述外套管之间的公差，以指导压装调试。

10、进一步地，所述原始三维模型中的衬套包括衬套外壳、橡胶和衬套内芯，按照所述原始三维模型的中心轴将所述原始三维模型分为四等份，并对四分之一原始三维模型进行等效处理，得到仿真模型的方法包括：

11、对所述四分之一原始三维模型中的外套管、衬套外壳、橡胶和衬套内芯进行有限元网格划分，采用解析刚体模拟压装工装，得到所述仿真模型。

12、进一步地，基于所述原始三维模型设置所述仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件的方法包括：

13、设置所述仿真模型中外套管、衬套外壳、橡胶和衬套内芯的材料属性，所述材料属性为所述原始三维模型中外套管、衬套外壳、橡胶和衬套内芯所选用材料的应力应变关系，杨氏模量和泊松比；

14、将所述仿真模型中的外套管内侧与衬套外壳外侧设置为带摩擦的滑动接触，将衬套外壳内侧与橡胶外侧设置为绑定接触或共节点，将橡胶内侧与衬套内芯外侧设置为绑定接触或共节点，将所述解析刚体与所述衬套外壳、橡胶、衬套内芯的上端面或下端面设置为带摩擦的滑动接触；

15、在所述仿真模型的两个切割面处均施加对称约束，对所述解析刚体施加轴向位移以模拟衬套压入压出过程。

16、进一步地，所述仿真模型中的所述外套管和所述衬套内芯采用一阶六面体单元，所述衬套外壳和所述橡胶采用二阶四面体单元。

17、进一步地，所述原始三维模型中的衬套包括衬套外壳、橡胶和衬套内芯，按照所述原始三维模型的中心轴将所述原始三维模型分为四等份，并对四分之一原始三维模型进行等效处理，得到仿真模型的方法包括：

18、在所述四分之一原始三维模型中的衬套外壳内侧设置一层二维膜单元，以等效所述四分之一原始三维模型中的橡胶和衬套内芯；

19、对所述四分之一原始三维模型中的外套管和衬套外壳进行有限元网格划分，采用解析刚体模拟压装工装，得到所述仿真模型。

20、进一步地，基于所述原始三维模型设置所述仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件的方法包括：

21、设置所述仿真模型中外套管和衬套外壳的材料属性，所述材料属性为所述原始三维模型中外套管和衬套外壳所选用材料的应力应变关系，杨氏模量和泊松比；

22、将所述仿真模型中的外套管内侧与衬套外壳外侧设置为带摩擦的滑动接触，将衬套外壳内侧与二维膜单元外侧设置为绑定接触或共节点，将所述解析刚体与所述衬套外壳的上端面或下端面设置为带摩擦的滑动接触；

23、在所述仿真模型的两个切割面处均施加对称约束，对所述解析刚体施加轴向位移以模拟衬套压入压出过程。

24、进一步地，所述二维膜单元的材料与所述衬套外壳的材料相同。

25、进一步地，所述仿真模型中的所述外套管采用一阶六面体单元，所述衬套外壳采用二阶四面体单元。

26、进一步地，根据所述压出力调节所述仿真模型的过盈量，重复进行模拟仿真，直至所述压出力达到目标值，并将此时的过盈量作为推荐过盈量的方法包括：

27、若所述压出力大于所述目标值，则减小所述仿真模型中的衬套外壳外径或增大外套管内径来降低所述仿真模型的过盈量，重复进行模拟仿真，直至所述压出力达到所述目标值，并将此时的过盈量作为推荐过盈量；

28、若所述压出力小于所述目标值，则增大所述仿真模型中的衬套外壳外径或减小外套管内径来增加所述仿真模型的过盈量，重复进行模拟仿真，直至所述压出力达到所述目标值，并将此时的过盈量作为推荐过盈量。

29、第二方面，本申请还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的程序，所述处理器可执行所述程序以实现如上述第一方面任一项所述的衬套压装仿真方法。

30、相对现有技术，本申请具有以下有益效果：

31、本申请提供了一种衬套压装仿真方法及电子设备。通过对原始三维模型进行对称性切割，并选取四分之一原始三维模型进行等效处理得到仿真模型，最大程度保证分析精度的同时还降低了计算量。相比于现有技术中的全模型仿真，本申请的建模速度更快，衬套压装仿真的计算效率更高。

32、通过设置仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件即可模拟衬套压入压出外套管的过程，最后通过仿真软件计算得到衬套的压入压出力数据，并根据压出力调节仿真模型的过盈量，直到测得的压出力达到目标值，并根据此时的过盈量指导压装调试，确保压装调试的精确性。

33、本申请的仿真参数易与试验结果对标，对同类产品压入压出力仿真预测精度高。通过本申请提供的仿真方法模拟衬套的压装过程与实际压装过程符合程度高，仿真后可一次性给出压入压出力过程数据及结果，且与试验过程数据变化趋势一致性高，易于对比。并且，基于仿真软件输出的压入压出力数据可以帮助改进衬套压入压出过程中的应力集中、压入压出力过大等问题。

1.一种衬套压装仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，所述原始三维模型中的衬套包括衬套外壳、橡胶和衬套内芯，按照所述原始三维模型的中心轴将所述原始三维模型分为四等份，并对四分之一原始三维模型进行等效处理，得到仿真模型的方法包括：

3.根据权利要求2所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，基于所述原始三维模型设置所述仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件的方法包括：

4.根据权利要求2所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，所述仿真模型中的所述外套管和所述衬套内芯采用一阶六面体单元，所述衬套外壳和所述橡胶采用二阶四面体单元。

5.根据权利要求1所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，所述原始三维模型中的衬套包括衬套外壳、橡胶和衬套内芯，按照所述原始三维模型的中心轴将所述原始三维模型分为四等份，并对四分之一原始三维模型进行等效处理，得到仿真模型的方法包括：

6.根据权利要求5所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，基于所述原始三维模型设置所述仿真模型的材料属性、接触关系和边界条件的方法包括：

7.根据权利要求5所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，所述二维膜单元的材料与所述衬套外壳的材料相同。

8.根据权利要求5所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，所述仿真模型中的所述外套管采用一阶六面体单元，所述衬套外壳采用二阶四面体单元。

9.根据权利要求1所述的衬套压装仿真方法，其特征在于，根据所述压出力调节所述仿真模型的过盈量，重复进行模拟仿真，直至所述压出力达到目标值，并将此时的过盈量作为推荐过盈量的方法包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的程序，所述处理器可执行所述程序以实现如权利要求1至9中任一项所述的衬套压装仿真方法。