(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 202210944760.2 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 郎溪腾旋科技有限公司 地址 242100 安徽省宣城市郎溪县经济开 发区 (72)发明人 邱兆国　周杰　李世军　刘金龙　 肖军　李继锁　 (74)专利代理 机构 南京中高专利代理有限公司 32333 专利代理师 陈章 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高转速非等 厚圆薄板、 环的近似等强度 建模方法 (57)摘要 本发明提供了一种高转速非等 厚圆薄板、 环 的近似等强度建模 方法： 包括以下步骤： 步骤S1: 建立高转速非等厚圆薄板、 环在体积力作用下的 微元体受力模型； 步骤S2： 列出平衡方程； 步骤 S3： 建立微元体厚度随径向位移变化的公式； 步 骤S4:将步骤S3中的公式带入到步骤S2中的平 衡 方程中， 并得到关于厚度的常微分方程； 步骤S5： 求解步骤S4中关于厚度的常微分方程， 并得出高 转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度控制方程； 本发明对高速旋转轴系中的圆薄板、 环进行等强 度设计， 从而实现降低圆薄板、 环的重量， 对于承 受疲劳载荷的圆薄板、 环可以通过等强度设计降 低平均应力， 进 而达到增加构件寿命的目的。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115358019 A 2022.11.18 CN 115358019 A 1.一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特 征在于： 包括以下步骤， 步骤S1:建立高转速非等厚圆薄板、 环在体积力作用下的微元体受力模型； 步骤S2： 列出平衡方程； 步骤S3： 建立 微元体厚度随径向位移变化的公式； 步骤S4:将步骤S3中的公式带入到步骤S2中的平衡方程中， 并得到关于厚度的常微分 方程； 步骤S5： 求解步骤S4中关于厚度的常微分方程， 并得出高转速非等厚圆薄板、 环的近似 等强度控制方程。 2.根据权利要求1所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 所述步骤S1具体是指， 通过弹性力学的基本原理， 微元体受力平衡的基本思想， 建立 高转速非等厚圆薄板、 环在体积力作用下的强度影响参数； 具体影响参数包括： 圆薄板的密度m， 微元体的径向坐标ρ， 非等旋转厚圆板的角速度 ω， 体力fρ， 径向应力σρ， 环向应力 厚度t。 3.根据权利要求2所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 所述 步骤S2中具体包括以下步骤： 步骤S21： 制得微元体的体力表达式： Fρ＝fρ·dV＝mρ ω2·dV 其中， 式中： dV为微元体的体积； 步骤S22： 制得微元体的体积表达式 其中： tρ( ρ )为微元体左侧厚度， tρ( ρ +dρ )为 微元体右侧厚度； 步骤S23： 制得平衡方程： 其中： 为左侧面 面积， 为右侧面 面积； 步骤S24： 将tρ( ρ +dρ )用泰勒公式展开， 且只取 前两项得到： 4.根据权利要求3所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 步骤S3具体包括： 令 令从左到右微小位移增量为dρ， 令左侧厚度为t， 厚度t的变化用公式拟合， 则右侧的位移为t ‑C1·ρ， 带入步骤S23 中的方程(1)， 求得： 5.根据权利要求4所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 步骤S4具体包括， 令 将 代入步骤S3得到的方程(2)中， 得到关于厚权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115358019 A 2度t的常微分方程： 6.根据权利要求5所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 求解方程(3)得： 7.根据权利要求6所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 根据公式推导可知， C2与薄板、 环的厚度变 化有关， 因此C2可以用割线斜率k表示， 通过 有限元的反复优化， 得： C2‑1≈32k。 8.根据权利要求6所述的一种高转速非等厚圆薄板、 环的近似等强度建模方法， 其特征 在于： 微元体两侧的径向应力σρ是常数， 厚度沿径向变化不大时， 根据圆环受均布载荷的拉 梅解答， 可知： 即C2＝1,方程(4)可以简化 为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115358019 A 3