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

本发明属于齿轮仿真，尤其涉及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。

背景技术：

1、弧齿锥齿轮广泛应用于汽车、航空、机床等行业，各行业对弧齿锥齿轮的性能关注日益提高。随着计算机技术的发展，利用cad、cae对弧齿锥齿轮性能进行预测的便捷性、经济性也日益凸显，工程实际中也需要使用有限元软件对锥齿轮进行加载接触分析，以模拟实际的齿轮啮合过程，分析齿轮的接触印痕及应力等结果，并在设计阶段进行优化迭代和强度校核。然而，齿面的网格建模质量非常重要，对结果有着显著影响，但是锥齿轮接触分析不能采用四面体网格划分，必须使用高质量的六面体网格进行接触分析，而高质量的六面体网格建模十分繁琐，基于三维模型的网格构建，需要在齿面离散点的基础上，在三维软件中进行曲面拟合并构建齿槽，再对齿坯模型进行切除、生成三维实体模型，最后还需要切分单齿。将单齿模型导入商业网格划分软件进行网格划分，得到单齿的网格模型。

2、可见，传统的锥齿轮六面体网格建模要求设计人员拥有较丰富的软件操作经验，且操作步骤繁琐，需要耗费较长的时间进行处理。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，传统锥齿轮六面体网格建模步骤繁琐，耗时耗力。为克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供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。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、第一方面，本申请提供一种锥齿轮齿面接触分析有限元模型自动建模方法，包括：

4、s1：获取锥齿轮的齿面节点；

5、s2：计算锥齿轮端面的边界节点；

6、s3：获取锥齿轮的内部骨架节点；

7、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；

8、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。

9、第二方面，本申请提供一种用于构建锥齿轮齿面接触分析有限元模型的系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

11、本发明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。

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：

2.根据权利要求1所述的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，所述s2包括：

3.根据权利要求1所述的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，所述s3包括：

4.根据权利要求3所述的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，所述确定所述圆锥端面的目标点g，包括：

5.根据权利要求3所述的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，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：

6.根据权利要求1所述的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，所述s5包括：

7.根据权利要求1所述的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，所述锥齿轮的类型包括主动轮和从动轮，所述锥齿轮的有限元模型的类型包括多齿带基体网格模型、多齿网格模型、全齿网格模型。

8.根据权利要求7所述的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，所述方法还包括：

9.一种用于构建锥齿轮齿面接触分析有限元模型的系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1-8中任一所述方法的步骤。