1.一種能夠調(diào)節(jié)零部件形變的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)根據(jù)零部件要求,設(shè)計出零部件的三維模型;
(2)對三維模型進行有限元分析,獲取零件各部分的質(zhì)量分布、應力分布、形變量和泊松比的參數(shù);
(3)由步驟(2)中獲取的參數(shù),根據(jù)零件各部分的質(zhì)量分布,形變量、應力的大小和泊松比,選擇符合要求的球體結(jié)構(gòu)單元進行填充,形成相應的亞表面結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,該亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法還包括:(4)對步驟(3)中設(shè)計出的亞表面結(jié)構(gòu)進行進一步的力學分析,分析其是否達到調(diào)節(jié)形變的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,步驟(2)中獲取的泊松比和形變量參數(shù)是零件任意部分任意方向上的數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,步驟(3)中調(diào)節(jié)形變量的方法包括改變球體結(jié)構(gòu)單元的填充度、材質(zhì)、球體結(jié)構(gòu)單元之間的位置關(guān)系和接觸面大小、球體結(jié)構(gòu)單元在不同部分的填充密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,在步驟(2)中,對三維模型用UG軟件或ANSYS軟件模擬出該零件在實際使用過程中受到相應外力作用時,實體各部分的形變量和形變方向,以及各部分在任意方向上的泊松比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,在步驟(3)中,在要進一步降低形變量的部位,填充由高強度材質(zhì)組成的且填充度比原填充度高的球單元,并提高球單元的密度,并根據(jù)步驟(2)中得出的參數(shù),在該部位形變量大的方向上和泊松比大的方向上將球單元按三棱錐方式排列,并調(diào)整球單元的接觸面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,在步驟(3)中,在要進一步增加形變的部位,選擇填充由較軟材質(zhì)組成的且填充度比原填充度低的球單元,并降低球單元的分布密度,同時可以達到節(jié)省材料和減輕零部件整體重量的目的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,在步驟(4)中,對步驟(3)中設(shè)計的亞表面結(jié)構(gòu)進一步模擬分析,分析各部分的形變量和形變方向,以及各部分在某方向上的泊松比,并不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,填充度比原填充度高的球單元是指:在要進一步減小形變的部位,預設(shè)填充度為10%的球單元并進行分析,然后在此基礎(chǔ)上依次增大2%的填充度并依次進行分析,選用當零件形變量減小到工程允許范圍內(nèi)時的最小填充度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的亞表面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于,填充度比原填充度低的球單元是指:在要進一步增加形變的部位,預設(shè)填充度為90%的球單元并進行分析,然后在此基礎(chǔ)上依次減小2%的填充度并依次進行分析,選用當零件形變量增加到所需范圍內(nèi)的最小填充度。