申请/专利权人：中车株洲电力机车有限公司

申请日：2017-11-06

公开（公告）日：2020-11-27

公开（公告）号：CN107704714B

主分类号：G06F30/23(20200101)

分类号：G06F30/23(20200101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.27#授权;2018.03.16#实质审查的生效;2018.02.16#公开

摘要：本发明公开了一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法及系统，包括以下步骤：计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；计算材料的利用率、仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，并利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。本发明可直观的观察到试验值、仿真值、许用应力三者之间的关系，填补了目前在处理数据上的空白；直观、准确、合理地表达试验结果和仿真结果之间的关系，且与实际的应用场景关联，客观且适合工程应用。

主权项：1.一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；2计算材料的利用率，利用所述绝对误差计算仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，并利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；所述利用率＝试验应力值材料的许用应力；仿真应力值和试验应力值之间的相对误差＝ABS绝对误差试验应力值；所述匹配率＝1-相对误差；3以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。

全文数据：有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法及系统技术领域[0001]本发明涉及机械设计领域，特别是一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法及系统。背景技术[0002]有限元分析能够使工程师在产品制造或施工前预先发现潜在的问题，缩短设计和分析的循环周期，增加设计功能，减少设计成本，并且模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。因此在机械设计领域利用有限元分析确定设计强度是非常常用的一种手段。[0003]而在设计完成以及样机制造完成的阶段，为了验证仿真的正确性或者满足标准，都会进行必要的静强度试验。在静强度试验结束时，需要对针对试验应力值和仿真应力值误差进行对比，而目前一般的对比方法是通过计算试验值和仿真值之间的相对误差和绝对误差来评判试验值和仿真值之间的关系，而这两种误差不能直观、准确、合理地表达试验结果和仿真结果之间的关系，并且不能与实际的应用场景关联，即不能和应用场景下材料的许用应力值关联起来。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法及系统，有效地、客观地评价仿真值仿真应力值和试验值试验应力值之间的误差。[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，包括以下步骤：[0006]1计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；[0007]2计算材料的利用率，利用所述绝对误差计算仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，并利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；[0008]3以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。[0009]相应地，本发明还提供了一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理系统，其包括：[0010]绝对误差计算模块，用于计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；[0011]利用率计算模块，用于计算材料的利用率；[0012]匹配率计算模块，用于所述绝对误差计算仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；[0013]绘制模块，用于以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。[0014]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为:本发明引入材料的许用应力可得到材料的利用率，并且通过试验值和仿真值之间的相对误差转换得到匹配率，再通过以利用率为X坐标，匹配率为Y坐标制图，可直观的观察到试验值、仿真值、许用应力三者之间的关系，填补了目前在处理数据上的空白；直观、准确、合理地表达试验结果和仿真结果之间的关系，且与实际的应用场景关联，客观且适合工程应用。附图说明[0015]图1为本发明实施例绘制结果图。具体实施方式[0016]本发明具体实现步骤如下：[0017]第一步，通过有限元分析或者其他计算方法得到计算值；[0018]第二步，通过试验得到试验数据；[0019]第三步，计算仿真值与试验值之间的绝对误差，通过公式⑴计算得到：[0020]绝对误差=仿真值-试验值（1[0021]第四步，计算材料的利用率，通过公式⑵计算得到：[0022]利用率=试验值许用应力（2[0023]第五步，计算仿真值与试验值之间的相对误差，通过公式⑶得到：[0024]相对误差=ABS绝对误差试验值（3[0025]第六步，计算仿真值与试验值的匹配率，通过公式⑷计算得到：[0026]匹配率=1-相对误差⑷[0027]第六步，以第四步计算得到的材料利用率为X坐标，以第六步计算得到的仿真值与试验值的匹配率为Y坐标制图。[0028]本发明的材料可以是静强度实验中用到的不锈钢、碳钢，铝合金等材料。[0029]通过EXCEL可得到表1。[0030]表1[0032]由上表可见，在利用率高的区域发现大量匹配率较低的测试点，则标明试验值和仿真值有较大的误差;在利用率低的区域发现大量匹配率较低的测试点，由于试验值远远小于许用应力，则仿真值可用。

权利要求：1.一种有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；计算材料的利用率，利用所述绝对误差计算仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，并利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。2.根据权利要求1所述的有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，所述绝对误差=仿真应力值-试验应力值。3.根据权利要求1所述的有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，所述利用率=试验应力值材料的许用应力。4.根据权利要求1所述的有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，仿真应力值和试验应力值之间的相对误差=ABS绝对误差试验应力值。5.根据权利要求3或4所述的有限元仿真应力值和试验应力值的处理方法，其特征在于，所述匹配率=1-相对误差。6.—种有限元仿真应力值和试验应力值的处理系统，其特征在于，包括：绝对误差计算模块，用于计算仿真应力值与试验应力值之间的绝对误差；利用率计算模块，用于计算材料的利用率；匹配率计算模块，用于所述绝对误差计算仿真应力值和试验应力值之间的相对误差，利用所述相对误差计算仿真应力值和试验应力值的匹配率；绘制模块，用于以所述材料的利用率为X轴，以所述匹配率为Y轴制图，获取仿真应力值、试验应力值、许用应力三者之间的关系。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，利用率=试验应力值材料的许用应力。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，仿真应力值和试验应力值之间的相对误差=ABS绝对误差试验应力值。9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述匹配率=1-相对误差。

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