铸造结构孔应力确定方法、铸造结构辅助设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种铸造结构孔应力确定方法、铸造结构辅助设计方法及装置，属于孔应力计算技术领域。铸造结构孔应力确定方法包括：基于铸造结构的尺寸数据，构建铸造结构的结构模型，结构模型为空心壳体结构模型；基于铸造结构的预开孔位置，在结构模型上确定并开设流体入口和流体出口；经过流体入口向结构模型注入流体，流体经流体出口流出，获取流体经过预开孔位置时的第一流速；按照预开孔位置在结构模型上开孔，经过流体入口向结构模型注入流体，流体经流体出口流出，获取流体经过孔时的第二流速；基于铸造结构的名义应力、第一流速和第二流速，确定铸造结构上孔的应力值。本发明专利技术的方法简单、计算速度快，且计算出的孔应力准确性高，误差小。误差小。误差小。

【技术实现步骤摘要】
铸造结构孔应力确定方法、铸造结构辅助设计方法及装置


[0001]本专利技术涉及孔应力计算
，具体地涉及一种铸造结构孔应力确定方法、一种铸造结构辅助设计方法、一种铸造结构辅助设计装置、一种电子设备及一种机器可读存储介质。

技术介绍

[0002]目前，大量设备的主要结构件基本都采用铸造方式生成，比如大型风力发电机组的轮毂、机架、轴承座、主轴等，其材料主要是QT400
‑
18AL、QT450、GGG400等。铸造部件由于结构复杂，其开有小孔的部位很容易造成应力集中，也是承载薄弱区域。目前对铸件小孔区域的应力分析一般采用有限元方法直接计算求解或按照弹性方法计算出应力。
[0003]但由于装置的各种功能需求，风电铸造结构上会开设多处小孔，而分析每一小孔区域的应力工作量较大，周期较长，目前迫切需要新的、快速的分析方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式的目的是提供一种铸造结构孔应力确定方法，以至少解决上述的采用有限元方法直接计算求解或按照弹性方法计算出应力，工作量较大，周期较长的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种铸造结构孔应力确定方法，所述方法包括：
[0006]基于铸造结构的尺寸数据，构建铸造结构的结构模型，所述结构模型为空心壳体结构模型；
[0007]基于铸造结构的预开孔位置，在所述结构模型上确定流体入口和流体出口；
[0008]在结构模型上开设流体入口和流体出口，经过所述流体入口向所述结构模型注入流体，所述流体经流体出口流出，获取流体经过所述预开孔位置时的第一流速；
[0009]按照预开孔位置在结构模型上开孔，经过所述流体入口向所述结构模型注入流体，所述流体经流体出口流出，获取流体经过所述孔时的第二流速；
[0010]基于铸造结构的名义应力、所述第一流速和所述第二流速，确定铸造结构上所述孔的应力值。
[0011]可选的，基于铸造结构的名义应力、所述第一流速和所述第二流速，确定铸造结构上所述孔的应力值，包括：
[0012]基于所述第一流速和所述第二流速，确定所述孔的应力集中系数；
[0013]基于铸造结构的名义应力和所述应力集中系数，确定铸造结构上所述孔的应力值。
[0014]可选的，基于所述第一流速和所述第二流速，确定所述孔的应力集中系数，包括：
[0015]采用以下计算公式计算得到所述孔的应力集中系数：
[0016][0017]其中，k
t
为所述孔的应力集中系数；V2为第二流速；V1为第一流速。
[0018]可选的，基于铸造结构的名义应力和所述应力集中系数，确定铸造结构上孔的应力值，包括：
[0019]采用以下计算公式计算得到铸造结构上孔的应力值：
[0020]σ＝k
t
·
σ
名义
[0021]其中，σ为铸造结构上所述孔的应力值；k
t
为所述孔的应力集中系数；σ
名义
为铸造结构的名义应力。
[0022]可选的，基于铸造结构的尺寸数据，构建铸造结构的结构模型，所述结构模型为空心壳体结构模型，包括：
[0023]利用3D建模软件，构建所述铸造结构的结构模型。
[0024]本专利技术第二方面提供一种铸造结构辅助设计方法，所述方法包括：
[0025]获取铸造结构样本的尺寸数据和所述尺寸数据对应的理论应力值，所述尺寸数据包括厚度值和孔径值，所述理论应力值采用上述的铸造结构孔应力确定方法得到；
[0026]基于所述尺寸数据和所述理论应力值构建数据样本，采用所述数据样本训练得到孔径确定模型；
[0027]获取待设计铸造结构的厚度和待设计铸造结构上预开孔的目标应力值；
[0028]将所述厚度值和所述目标应力值作为孔径确定模型的输入，得到对应的理论孔径；
[0029]基于所述理论孔径对所述待设计铸造结构进行结构设计。
[0030]可选的，基于所述尺寸数据和所述理论应力值构建数据样本，采用所述数据样本训练得到孔径确定模型，包括：
[0031]利用所述数据样本对神经网络进行训练，得到所述孔径确定模型。
[0032]本专利技术第三方面提供一种铸造结构辅助设计装置，所述装置包括：
[0033]第一数据获取模块，用于获取铸造结构样本的尺寸数据和所述尺寸数据对应的理论应力值，所述尺寸数据包括厚度值和孔径值，所述理论应力值采用上述的铸造结构孔应力确定方法得到；
[0034]模型训练模块，用于基于所述尺寸数据和所述理论应力值构建数据样本，采用所述数据样本训练得到孔径确定模型；
[0035]第二数据获取模块，用于获取待设计铸造结构的厚度和待设计铸造结构上预开孔的目标应力值；
[0036]理论孔径确定模块，用于将所述厚度值和所述目标应力值作为孔径确定模型的输入，得到对应的理论孔径；
[0037]结构设计模块，用于基于所述理论孔径对所述待设计铸造结构进行结构设计
[0038]本专利技术第四方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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的铸造结构辅助设计方法。
[0039]另一方面，本专利技术还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的铸造结构辅助设计方法。
[0040]本方案通过将造结构的空心壳体化，并获取在铸造结构开孔前和开孔后后孔所在
位置的流体流速，基于流体流速得到铸造结构上孔的应力值，具有计算方法简单，计算速度快，计算出的孔应力准确性高，误差小的优点。
[0041]本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0042]附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：
[0043]图1是本专利技术提供的铸造结构孔应力确定方法的流程图；
[0044]图2是本专利技术提供的确定铸造结构上孔的应力值的流程图；
[0045]图3是本专利技术提供的铸造结构辅助设计方法的流程图；
[0046]图4是本专利技术提供的应力集中系数随孔半径的变化曲线示意图；
[0047]图5是本专利技术提供的铸造结构辅助设计装置的结构示意图。
[0048]附图标记说明
[0049]10
‑
第一数据获取模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
模型训练模块；
[0050]30
‑
第二数据获取模块；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
‑
理论孔径确定模块；
[0051]50
‑
结构设计模块。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造结构孔应力确定方法，其特征在于，所述方法包括：基于铸造结构的尺寸数据，构建铸造结构的结构模型，所述结构模型为空心壳体结构模型；基于铸造结构的预开孔位置，在所述结构模型上确定流体入口和流体出口；在结构模型上开设流体入口和流体出口，经过所述流体入口向所述结构模型注入流体，所述流体经流体出口流出，获取流体经过所述预开孔位置时的第一流速；按照预开孔位置在结构模型上开孔，经过所述流体入口向所述结构模型注入流体，所述流体经流体出口流出，获取流体经过所述孔时的第二流速；基于铸造结构的名义应力、所述第一流速和所述第二流速，确定铸造结构上所述孔的应力值。2.根据权利要求1所述的铸造结构孔应力确定方法，其特征在于，基于铸造结构的名义应力、所述第一流速和所述第二流速，确定铸造结构上所述孔的应力值，包括：基于所述第一流速和所述第二流速，确定所述孔的应力集中系数；基于铸造结构的名义应力和所述应力集中系数，确定铸造结构上所述孔的应力值。3.根据权利要求2所述的铸造结构孔应力确定方法，其特征在于，基于所述第一流速和所述第二流速，确定所述孔的应力集中系数，包括：采用以下计算公式计算得到所述孔的应力集中系数：其中，k
t
为所述孔的应力集中系数；V2为第二流速；V1为第一流速。4.根据权利要求2所述的铸造结构孔应力确定方法，其特征在于，基于铸造结构的名义应力和所述应力集中系数，确定铸造结构上所述孔的应力值，包括：采用以下计算公式计算得到铸造结构上所述孔的应力值：σ＝k
t
·
σ
名义
其中，σ为铸造结构上所述孔的应力值；k
t
为所述孔的应力集中系数；σ
名义
为铸造结构的名义应力。5.根据权利要求1所述的铸造结构孔应力确定方法，其特征在于，基于铸造结构的尺寸数据，构建铸造结构的结构模型，所述结构模型为空心壳体结构模型，包括：利用3D建模软件，构建所述铸造结构的结构模型。6.一种铸造结构辅助设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云飞，李英昌，员一泽，桑鹏飞，李涛，刘桂然，丁国强，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：