一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其步骤包括：步骤S1：基于Python形成GUI界面；步骤S2：利用GUI界面完成结构参数的定义和输入，输出包含了所述结构参数的文本文件；步骤S3：通过程序rubberBushing.py自动读取上述步骤中输出的文本文件，导出几何INP文件；其中程序rubberBushing.py为ABAQUS可识别、运行文件；步骤S4：复制提前编写好的包含历史数据的INP文件至文件夹；步骤S5：待求解完成；步骤S6：程序自动将任务的几何参数、橡胶参数和处理后的刚度数值输出导出至csv文件；程序自动输出、保存云图和动画。本发明专利技术具有操作简便、效率高、准确性好等优点。确性好等优点。确性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法


[0001]本专利技术主要涉及到有限元软件二次开发
，特指一种基于Python
‑
ABAQUS的橡胶
‑
金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法。

技术介绍

[0002]随着计算机软件、硬件技术的快速发展，目前有限元分析方法在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的应用，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径。其中，ABAQUS软件被广泛地认为是功能强大的有限元分析软件，在模拟复杂问题、求解高度非线性问题上表现尤为突出。
[0003]但使用ABAQUS软件进行分析计算时，产品建模、软件前处理(包括属性定义、边界定义、划分网格、输出定义等)以及软件后处理(应力、应变、刚度曲线等)过程对使用人员素质要求非常高，产品建模、软件前处理和后处理均需要手动完成；且操作时间长，过程繁琐，越来越不能满足对客户输入快速响应的要求。
[0004]尤其是，对于橡胶金属件而言，由于其结构体既包含了橡胶材质的部分，还包括了金属材质的部分，在进行分析计算时，给操作人员带来了巨大的困扰，无法快速、准确的完成分析处理工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种操作简便、效率高、准确性好的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其步骤包括：
[0008]步骤S1：基于Python形成GUI界面；
[0009]步骤S2：利用GUI界面完成结构参数的定义和输入，输出包含了所述结构参数的文本文件；
[0010]步骤S3：通过程序rubberBushing.py自动读取上述步骤中输出的文本文件，导出几何INP文件；其中程序rubberBushing.py为ABAQUS可识别、运行文件；
[0011]步骤S4：复制提前编写好的包含历史数据的INP文件至文件夹；
[0012]步骤S5：待求解完成；程序自动读取文件夹中ODB结果文件，读取数据，建立数据对应关系；使用最小二乘法程序，求解刚度曲线线性段斜率，实现数据线性段的多向刚度数值计算及其他特征求解；
[0013]步骤S6：程序自动将任务的几何参数、橡胶参数和处理后的刚度数值输出导出至csv文件；程序自动输出、保存云图和动画。
[0014]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S3中，通过程序rubberBushing.py自动读取上述步骤中输出的文本文件，完成任务的参数化建模过程、材料属性、边界、接触、网格划分中的一个或多个。
[0015]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S6中，所述云图和动画包括Mises应力、应变、最大主应变、最大主应力中的一个或多个。
[0016]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S1中，所述GUI界面的一侧为参数框，通过输入数据来定义该任务的几何和属性参数；所述GUI界面的另一侧为目标结构的轮廓图，通过实时读取参数框中定义的数据，实现即时可视化。
[0017]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S4中，通过程序rubberBushing.py自动将ABAQUS设定好的工作目录作为文件存放头目录；利用time第三方软件库将当前时间转换为字符串str_time，在ABAQUS工作目录下生成名为
’
model_
’
+str_time的文件夹，所述文件夹存放该任务所有相关文件。
[0018]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S4中，程序rubberBushing.py复制提前编写好的包含历史数据的INP文件至名为
’
model_
’
+str_time的文件夹。
[0019]作为本专利技术方法的进一步改进：历史数据INP文件使用include语句读取上述步骤导出的几何INP文件，采用ABAQUS隐式求解器。
[0020]作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S5中，利用循环语句实现多工况任务的提交，ABAQUS求解器后台求解；程序实时监测任务求解情况，若任务由于计算无法收敛而意外中断，程序自动更改网格类型和历史数据INP文件，由隐式求解器转换为显式求解器。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022]1、本专利技术的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，操作简便、效率高、准确性好，采用基于python设计的GUI，实现参数输入即时可视化。
[0023]2、本专利技术的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，可以完成橡胶
‑
金属件结构自动化建模，属性定义、边界定义、划分网格、输出定义等前处理过程自动完成，应力和应变云图、刚度曲线等后处理过程自动完成。
[0024]3、本专利技术的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，自动化程度更高，大大地缩短了有限元仿真分析的时间，提高了分析过程效率；进一步还降低了有限元仿真分析的使用门槛，少量的输入即可快速输出结果。
附图说明
[0025]图1是本专利技术方法的流程示意图。
[0026]图2是本专利技术在一个具体应用实例中的原理示意图。
具体实施方式
[0027]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0028]如图1所示，本专利技术的一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，以橡胶衬套为例，其步骤包括：
[0029]步骤S1：基于Python形成GUI界面；
[0030]步骤S2：利用GUI界面完成结构参数的定义和输入，输出包含了所述结构参数的文本文件；
[0031]步骤S3：通过程序(rubberBushing.py)自动读取上述步骤中输出的文本文件，实现任务的参数化建模过程、材料属性、边界、接触、网格划分等，导出几何INP文件。其中
rubberBushing.py为ABAQUS可识别、运行文件。
[0032]步骤S4：复制提前编写好的包含历史数据的INP文件至文件夹；
[0033]步骤S5：待求解完成；程序自动读取文件夹中ODB结果文件，读取数据，建立数据对应关系；使用最小二乘法程序，求解刚度曲线线性段斜率，实现数据线性段的多向刚度数值计算及其他特征求解。所述数据包括位移、力、支反力、力矩等。
[0034]步骤S6：程序自动将该任务的几何参数、橡胶参数和处理后的刚度数值等输出导出至csv文件，以便后期读取和查看。程序自动输出、保存云图和动画；所述云图和动画包括但不限于Mises应力、应变、最大主应变、最大主应力等。
[0035]上述橡胶衬套是一种典型的橡胶金属结构件，可广泛用于机车车辆和汽车行业，起减振降噪的作用，主要由硬质芯轴、橡胶和硬质外套组成。但本专利技术的保护范围不仅限于橡胶衬套的应用。
[0036]在具体应用实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其特征在于，步骤包括：步骤S1：基于Python形成GUI界面；步骤S2：利用GUI界面完成结构参数的定义和输入，输出包含了所述结构参数的文本文件；步骤S3：通过程序rubberBushing.py自动读取上述步骤中输出的文本文件，导出几何INP文件；其中程序rubberBushing.py为ABAQUS可识别、运行文件；步骤S4：复制提前编写好的包含历史数据的INP文件至文件夹；步骤S5：待求解完成；程序自动读取文件夹中ODB结果文件，读取数据，建立数据对应关系；使用最小二乘法程序，求解刚度曲线线性段斜率，实现数据线性段的多向刚度数值计算及其他特征求解；步骤S6：程序自动将任务的几何参数、橡胶参数和处理后的刚度数值输出导出至csv文件；程序自动输出、保存云图和动画。2.根据权利要求1所述的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过程序rubberBushing.py自动读取上述步骤中输出的文本文件，完成任务的参数化建模过程、材料属性、边界、接触、网格划分中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述云图和动画包括Mises应力、应变、最大主应变、最大主应力中的一个或多个。4.根据权利要求1所述的橡胶金属件参数化建模和刚度特性的仿真方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述GUI界面的一侧为参数框，通过输入数据来定义该任...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓光，赵萍，黄橙，陈国栋，路英竹，
申请(专利权)人：博戈橡胶塑料株洲有限公司，
类型：发明
国别省市：