一種片簧參數的配置方法技術

本發明專利技術涉及一種片簧參數的配置方法，通過構建片簧的參數化平面投影模型，然后對簧片成型過程進行數值分析，獲得單個片簧的三維模型，再對單個片簧的固有頻率進行分析，進而對片簧對的諧振頻率進行數值分析，最終通過數值分析結果對片簧的參數進行配置。采用該方法進行片簧諧振頻率分析，可以有效減少檢波器研發過程中的試驗量，縮短研制周期，降低研制成本，極大地推動了產品的系列化進程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于數值分析和參數配置領域，具體涉及一種片簧參數的配置方法。
技術介紹
檢波器研制過程中，片簧諧振頻率是影響產品性能的關鍵因素，而配對片簧的固有頻率決定了其諧振頻率。片簧的固有頻率與其材質、結構尺寸、結構形式、成型過程等因素有關。在現階段只能生產出片簧樣品后通過試驗對其固有頻率進行測定，然后不同固有頻率的片簧組裝起來，再通過試驗對組裝后的片簧諧振頻率進行測定，挑出滿足要求的片簧用于檢波器。檢波器的設計生產過程只能依靠試驗，不僅耗費時間，還造成了大量試驗樣品和不合格品，極大增加了產品研制成本，延長了產品研制周期。僅通過試驗也無法在短時間內驗證各設計參數對產品性能的影響。片簧諧振頻率的數值分析技術不夠成熟，現有技術無法直接對檢波器進行分析。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種片簧參數的配置方法，通過構建片簧的參數化平面投影模型，然后對簧片成型過程進行數值分析，獲得單個片簧的三維模型，再對單個片簧的固有頻率進行分析，進而對片簧對的諧振頻率進行數值分析，最終通過數值分析結果對片簧的參數進行配置。本專利技術提供了一種片簧參數的配置方法，該方法包括如下步驟：步驟1、根據設計方案獲取片簧的參數化平面投影模型；步驟2、將片簧的參數化平面投影模型導入有限元處理單元進行離散化處理，獲得片簧二維離散模型；步驟3、根據片簧成型加工過程，設置片簧二維離散模型的邊界條件；步驟4、在步驟3的基礎之上，引入片簧成型過程的工裝，根據片簧的加工成型過程，設置工裝的邊界條件；步驟5、在步驟3和步驟4的基礎之上，運用數值分析方法對片簧成型過程進行數值分析，提取片簧二維離散模型中各節點的法向位移；步驟6、根據步驟5獲得的各節點法向位移，將片簧二維離散模型的各節點移動相應的距離，獲得成型后的第一片簧三維數值模型；步驟7、重復步驟1～步驟6，獲得與第一片簧三維數值模型配對的第二片簧三維數值模型；步驟8、將所述兩個片簧三維數值模型按照在檢波器里的位置關系進行裝配，獲得片簧的數值模型；步驟9、按照檢波器工作時的約束關系，設置片簧的邊界條件；步驟10、對片簧的諧振頻率進行數值分析，獲得片簧的諧振頻率和振型；步驟11、將片簧諧振頻率的分析值與期望值進行對比分析，更改片簧相應的設計參數，并根據所述設計參數對片簧進行配置。進一步的，所述步驟1中建立片簧的參數化平面投影模型具體為將片簧的關鍵結構尺寸參數化，以便衡量相關參數對片簧固有頻率的影響。進一步的，所述步驟2具體為，將步驟1獲得的片簧的平面模型導入有限元處理單元，基于有限元理論對片簧的平面模型進行離散化處理。進一步的，所述步驟3具體為，對步驟2獲得的片簧二維離散模型進行工程化處理，約束片簧二維離散模型外圈各節點的所有自由度，約束內圈各節點除法向平動外所有的自由度。進一步的，所述步驟4具體為，引入片簧成型工裝，根據片簧成型過程中工裝各部件的實際狀況設置工裝的邊界條件，指定運動部件的運動方向和位移；同時將工裝設置為剛性體，片簧二維離散化模型為柔性體，并對兩者的接觸面的相關參數進行設置。進一步的，所述步驟6具體為，根據步驟5獲得的片簧離散化二維模型各節點的位移，將片簧各節點沿著相應的方向移動相應的距離并固化，即得到成型后的第一片簧三維數值模型。進一步的，所述步驟9具體為，根據檢波器工作時片簧的邊界條件對片簧的自由度和位移進行約束，確立配對的兩個片簧之間的相對位置和約束關系。進一步的，所述步驟11具體為，根據步驟10獲得的結果，適當修改部分設計參數，獲得新的諧振頻率和振型，通過諧振頻率和振型隨相關參數變化的趨勢，并參考各參數對片簧諧振頻率和振型的影響，從而對片簧的參數進行配置。專利技術的有益效果：采用本專利技術的片簧諧振頻率的配置方法能直接通過數值分析獲得不同參數片簧的固有頻率及不同參數片簧配對后的諧振頻率，為檢波器研發開辟了新的途徑。通過本專利技術的方法，檢波器諧振頻率分析精度達到90％以上，能快速分析各設計參數對檢波器性能的影響，節省了試驗環節，極大的縮短了檢波器研制周期；減少了研制過程中樣品的生產數量，降低了產品研制成本，促進了產品系列化進程。附圖說明圖1本專利技術的片簧的參數化示意圖；圖2本專利技術的成型后片簧三維有限元示意圖；圖3本專利技術的片簧整機有限元示意圖；圖4本專利技術的片簧參數的配置方法流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術的技術方案進行進一步詳細的解釋和說明。圖4為本專利技術的片簧參數的配置方法流程示意圖。本專利技術提供一種片簧參數的配置方法，該方法包括如下步驟：步驟1、獲取片簧的參數化平面投影模型；根據片簧各部分的尺寸和位置關系，建立片簧的平面模型。進一步根據設計意圖，將影響片簧諧振頻率的關鍵尺寸參數化，以便后期隨時對關鍵尺寸進行調整，在衡量關鍵尺寸對片簧諧振頻率影響的同時，也能快速優化片簧的關鍵尺寸設置，在最短的時間內獲得最佳配對，從而加速片簧的研發進程。步驟2、將片簧的參數化平面投影模型輸入到有限元處理單元進行離散化處理，從而獲得片簧的二維離散模型；將參數化的片簧平面模型以中間格式導出模型生成單元，獲得用于數值分析的中間模型數據。將該中間模型數據導入有限元處理單元，清理掉多余的點、線、面等幾何元素，檢查模型，對丟失的幾何特征進行修補。同時對不影響數值分析結果、可能造成結果發散的小特征進行簡化處理。在此基礎上，根據有限元理論，對片簧幾何模型進行離散化處理，合理設置網格尺寸，優化網格質量，獲得片簧的離散化平面模型。步驟3、根據片簧成型加工過程，設置片簧二維離散模型的邊界條件。根據片簧成型加工過程外圈固定，內圈法向下壓后在進行熱塑成型的特點，約束片簧外圈所有節點的各方向的自由度，約束片簧內圈各節點除法向平動以外各方向的自由度。步驟4、在步驟3的基礎之上，引入片簧成型過程的工裝，根據片簧的加工成型過程，設置工裝的邊界條件。引入參與片簧成型過程的工裝模型，根據加工實際情況，設置成型工裝的位移和自由度。將工裝設置為剛性平面，片簧離散化的平面模型為柔性體，并對兩者的接觸參數進行合理設置。步驟5、在步驟3和步驟4的基礎之上，基于非線性有限元理論運用Lagrange乘子法對片簧接觸成型過程進行分析計算，提取片簧二維離散模型中各節點的法向位移。運用Lagrange乘子法對步驟4設置的接觸參數進行計算，模擬片簧成型過程，獲得工裝運動到位后的片簧離散模型本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種片簧參數的配置方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟1、根據設計方案獲取片簧的參數化平面投影模型；步驟2、將片簧的參數化平面投影模型導入有限元處理單元進行離散化處理，獲得片簧二維離散模型；步驟3、根據片簧成型加工過程，設置片簧二維離散模型的邊界條件；步驟4、在步驟3的基礎之上，引入片簧成型過程的工裝，根據片簧的加工成型過程，設置工裝的邊界條件；步驟5、根據步驟3和步驟4的結果，運用數值分析方法對片簧成型過程進行數值分析，提取片簧二維離散模型中各節點的法向位移；步驟6、根據步驟5獲得的各節點法向位移，將片簧二維離散模型的各節點移動相應的距離，獲得成型后的第一片簧三維數值模型；步驟7、重復步驟1～步驟6，獲得與第一片簧三維數值模型配對的第二片簧三維數值模型；步驟8、將所述兩個片簧三維數值模型按照在檢波器里的位置關系進行裝配，獲得片簧的數值模型；步驟9、按照檢波器工作時的約束關系，設置片簧的邊界條件；步驟10、對片簧的諧振頻率進行數值分析，獲得片簧的諧振頻率和振型；步驟11、將片簧諧振頻率的分析值與期望值進行對比分析，更改片簧相應的設計參數，并根據所述設計參數對片簧進行配置。

【技術特征摘要】
1.一種片簧參數的配置方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
步驟1、根據設計方案獲取片簧的參數化平面投影模型；
步驟2、將片簧的參數化平面投影模型導入有限元處理單元進行離散化處理，獲
得片簧二維離散模型；
步驟3、根據片簧成型加工過程，設置片簧二維離散模型的邊界條件；
步驟4、在步驟3的基礎之上，引入片簧成型過程的工裝，根據片簧的加工成型
過程，設置工裝的邊界條件；
步驟5、根據步驟3和步驟4的結果，運用數值分析方法對片簧成型過程進行數
值分析，提取片簧二維離散模型中各節點的法向位移；
步驟6、根據步驟5獲得的各節點法向位移，將片簧二維離散模型的各節點移動
相應的距離，獲得成型后的第一片簧三維數值模型；
步驟7、重復步驟1～步驟6，獲得與第一片簧三維數值模型配對的第二片簧三
維數值模型；
步驟8、將所述兩個片簧三維數值模型按照在檢波器里的位置關系進行裝配，獲
得片簧的數值模型；
步驟9、按照檢波器工作時的約束關系，設置片簧的邊界條件；
步驟10、對片簧的諧振頻率進行數值分析，獲得片簧的諧振頻率和振型；
步驟11、將片簧諧振頻率的分析值與期望值進行對比分析，更改片簧相應的設
計參數，并根據所述設計參數對片簧進行配置。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中建立片簧的參數化平
面投影模型具體為將片簧的關鍵結構尺寸參數化，以便衡量相關參數對片簧固有頻率
的影響。
3.如權利要求1所述的方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉利杰，馮磊，王妮，
申請(專利權)人：北京華航無線電測量研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11