(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210654538.9 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 成都德源睿新科技有限公司 地址 610000 四川省成 都市高新区南 华路 1616号1栋2单 元7层720号 (72)发明人 朱旻昊　刘学通　王赫　刘建华　 彭金方　 (74)专利代理 机构 成都正德明志知识产权代理 有限公司 513 60 专利代理师 杨木梅 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型 的方法 (57)摘要 本发明公开了一种生 成30°楔形防松螺纹精 密有限元模型的方法， 包括以下步骤： S1： 获取螺 母物理参量、 轮廓分段点数据和螺纹有限元网格 节点三维坐标信息， 并根据待生成30 °楔形防松 螺纹轮廓确定螺母牙型的基本结构参数； S2： 计 算螺纹轴向节点最小间距与螺纹周向节点最小 间距， 并确定容差值； S3： 获取螺母有限元网格节 点， 并对螺母有限元网格节点进行坐标转换； S4： 根据坐标转换后的螺母有 限元网格节点进行轮 廓偏移操作， 根据螺母牙型的基本结构参数生成 30°楔形防松螺纹有限元模型， 并确定容差值。 本 发明提出的30 °楔形防松螺纹轮廓公式可以快速 生成30°楔形防松螺纹轮廓。 该轮廓公式是针对 30°楔形防松 螺纹防松性能有限元研究的必要条 件与前提。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 114861505 A 2022.08.05 CN 114861505 A 1.一种生成3 0°楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 获取螺母物 理参量、 轮廓分段点数据和螺纹有限元网格节点三维坐标信息， 并根据 待生成30°楔形防松螺纹轮廓确定 螺母牙型的基本结构参数； S2： 根据螺母物 理参量和螺纹有限元网格节点三维坐标信 息计算螺纹轴向节点最小间 距与螺纹周向节点最小间距， 并根据螺纹轴向节点最小间距与螺纹周向节点最小间距确定 容差值； S3： 获取螺母有限元网格节点， 并对螺母有限元网格节点进行坐标转换； S4： 根据坐标转换后的螺母有限元网格节点进行轮廓偏移操作， 根据螺母牙型的基本 结构参数生成3 0°楔形防松螺纹有限元模型， 并确定容差值。 2.根据权利要求1所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 螺母物 理参量包括内螺纹公称直径D、 截距P、 螺距等分数NP、 周向等分数Nr、 密集网格层数nm和螺纹旋向； 轮廓分段点数据包括第一轮廓分段点θ1、 第二轮廓分段点θ2、 第三轮廓分段点θ3和第四 轮廓分段点θ4； 其中， 所述螺母牙型的基本结构参数包括螺纹原 始三角形高度H和内螺纹基本小径D1。 3.根据权利要求1所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 螺纹轴向节点 最小间距 Am的计算公式为： 其中， hm表示密集网格层高， P表示螺纹截距， NP表示螺距等分数； 所述步骤S2中， 将笛卡尔坐标系下编号为1的螺纹有限元网格节点的极坐标(rp1, θp1)转 换为直角坐标(xp1,yp1)， 将笛卡尔坐标系下编号为2的螺纹有限元网格节点的极坐标(rp2, θp2)转换为直角坐标(xp2,yp2)， 并根据直角坐标计算螺纹周向节点最小间距Cm， 其计算公式 为： 其中， θp1＝0， xp1表示笛卡尔 坐标系下编号为1的螺纹有限 元网格节点的x轴坐 标， yp1表示笛卡尔坐 标系下编号为1的螺纹有限元网格节点的y轴坐 标， xp2表示笛卡尔坐标系下编号为2的螺纹有限元网格节点 的x轴坐标， yp2表示笛卡尔坐标系 下编号为2的螺纹有限元网格节点的y轴坐标， rp1表示笛卡尔坐标系下编 号为1的螺纹有限 元网格节点 的极径， θp1表示笛卡尔坐标系下编号为1的螺纹有限元网格节点 的极角， rp2表 示笛卡尔坐 标系下编号为2的螺纹有限元网格节点的极径， θp2表示笛卡尔坐标系下编号为2 的螺纹有限元网格节点的极角， D表示内螺纹公称直径， Nr表示周向等分数； 所述步骤S2中， 若螺纹轴向节点最小间距Am小于螺纹周向节点最小间距Cm， 则容差值 Err的计算公式为： Err＝Errp×Am权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114861505 A 2其中， Errp表示容差系数； 若螺纹轴向节点最小间距Am大于等于螺纹周向节点最小间距Cm， 则容差值Err的计算公 式为： Err＝Errp×Cm。 4.根据权利要求1所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 进 行坐标转换的具体方法为： 在柱 坐标系的θ轴坐标为0 ‑2 πrad的范围内， 对 所有螺母有限元网格节点进行笛卡尔坐标到柱坐标转换。 5.根据权利要求1所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S4包括以下子步骤： S41： 根据坐标转换后的螺母有限元网格节点， 确定多层 密集网格节点； S42： 对多层 密集网格节点进行轮廓偏移操作； S43： 设置多层密集网格节点的径向方向插值系数， 并更新进行轮廓偏移操作后多层密 集网格节点的柱坐标； S44： 将更新后多层密集网格节点的柱坐标转换为笛卡尔 坐标， 并利用转换为笛卡尔坐 标的多层密集网格节点替换螺母有限元网格节点， 生成30 °楔形防松螺纹有限元模型并确 定容差值。 6.根据权利要求5所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S41中， 将柱坐标的R轴坐标值在 到 的螺母有限元网格节点作为多层 密集网格节点， 其中， D表示内螺纹公称直径， nm表示密集网格层数， hm表示密集网格层高。 7.根据权利要求5所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S42中， 进行轮廓偏移操作的计算公式为： 其中， R'( θ,z)表示在柱坐标系下以θ和z两个坐标轴数据 为自变量且R坐标为因变量的 函数， P表示螺纹截距， D表示内螺 纹公称直径， D1表示内螺纹原始基本小径， H表示螺 纹原始 三角形高度， θ1表示第一轮廓分段点， θ2表示第二轮廓分段点， θ3表示第三轮廓分段点， θ4表 示第四轮廓分段点。 8.根据权利要求5所述的生成30 °楔形防松螺纹精密有限元模型的方法， 其特征在于， 所述步骤S43中， 多层 密集网格节点的径向方向插值系数kR的计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114861505 A 3