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申请/专利权人：中国人民解放军海军工程大学

摘要：本申请提供了一种基于双自由度模型的过载模拟分析方法及系统，属于过载分析领域，方法包括：采用双自由度非线性动力学方程，建立过载测试工装件在实验台进行自由落体冲击过程中的双自由度过载理论模型；基于双自由度过载理论模型，采用有限元建模方法，通过材料本构、设置边界条件和接触条件，建立垂直冲击台的等效仿真模型；基于垂直冲击台的等效仿真模型，采用显式动力学计算整个冲击过程，获取冲击台上接近边缘点的动态信号；对动态信号中的加速度信号进行反演滤波处理，获取工装件的仿真过载曲线。本申请提供的仿真模型提高了仿真效率并且过载分析结果具有很高的准确性。

主权项：1.一种基于双自由度模型的过载模拟分析方法，其特征在于，包括以下步骤：采用双自由度非线性动力学方程，建立过载测试时工装件在实验台进行自由落体冲击过程中的双自由度过载理论模型；基于双自由度过载理论模型，采用有限元建模方法，通过材料本构、设置边界条件和接触条件，建立垂直冲击台的等效仿真模型；基于垂直冲击台的等效仿真模型，采用显式动力学计算整个冲击过程，获取冲击过程中冲击脉冲信号的动态信号；对动态信号中的加速度信号进行反演滤波处理，获取工装件的仿真过载曲线；其中，工装件位于实验台上方，冲击台位于所述实验台的下方，工装件内部设置磁环；在进行过载测试时，工装件做自由落体运动的冲击过程；当实验台与冲击台接触时冲击台发射冲击脉冲信号；通过分析冲击过程中冲击脉冲信号的动态信号获取加速度信号；垂直冲击台的等效仿真模型的建立方法，包括以下步骤：利用有限元建模方法，分别建立工装件、实验台、冲击台、磁环、螺杆、套筒和缓冲泡沫的等效模型，对各等效模型进行不同尺寸的实体网格划分，完成初始垂直冲击台的等效仿真模型的构建；其中，缓冲泡沫设置在实验台和冲击台之间；螺杆放置于套筒中间并安装在工装件上，磁环嵌套到螺杆上，工装件放置在实验台上；在初始垂直冲击台的等效仿真模型中对工装件采用铝合金进行材料本构，对螺杆和套筒采用尼龙进行材料本构，对磁环采用软磁体进行材料本构，且冲击台和实验台采用刚体材料本构，缓冲泡沫采用泡棉材料本构；对尼龙和泡棉材料本构中输入等效应力-应变曲线；将工装件与实验台设置为固定连接，对实验台和冲击台仅保留沿竖直方向的平动自由度；设置实验台做自由落体时的初始速度；在实验台与缓冲泡沫接触时设置冲击台发射加速度冲击脉冲信号，并设置若干毫秒后实验台速度为0，在实验台上施加重力加速度；对所述实验台建立自接触，在所述缓冲泡沫与所述冲击台之间建立面面接触，构建虚拟传感器输出缓冲泡沫上下表面的接触力，完成垂直冲击台的等效仿真模型的建立。

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