CAD/CAE协同优化设计在水电工程应用研究

文章通过Isight平台集成Catia三维设计软件和Abaqus有限元分析软件,实现了重力坝非溢流断面CAD/CAE协同优化设计。通过非线性序列二次规划算法给出了较为经济的实用断面。结果表明,通过CAD/CAE一体化技术能够充分利用各软件优势,实现自动化和智能化设计调整,在水电工程中具有一定的推广应用前景。     

基于CAD几何的数值流形方法初步研究

计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几何分析方法更合理;只需引入自动且快速的切割操作,就能实现CAD模型进入CAE后无需修改而直接建模;针对以往的流形法需要将曲线边界离散成折线的问题,给出了曲线边界与网格直边的切割算法,实现了几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;针对流形法通常使用的多项式近似函数,推导了曲线“近似”单纯形的解析积分公式并应用于带有曲线边界的流形元的精确积分运算;最后通过平板内的圆孔算例验证了方法的可行性。该方法对CAD和CAE的融合提出了全新的思路,为实现CAD进入CAE后的自动化分析打下了基础。     

CATIA在南水北调中线工程渠道开挖中的应用

随着三维化设计软件的出现,各个行业也逐渐开始采用三维软件进行产品设计,三维技术在机械、电子、航空、航天以及建筑等部门也得到广泛的应用。CATIA软件是由法国达索系统公司开发的大型高端CAD/CAE/CAM一体化应用软件,广泛应用于航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控加工、医疗器械和电子等诸多领域。文章结合南水北调中线一期工程总干渠焦作2段第五标段开挖工程量计算,阐述了利用CATIA软件在渠道开挖工程中进行应用的效果,并提出三维设计在施工现场管理中的应用优势所在。     

三维软件Inventor在金属结构设计中的运用

中国水电顾问集团昆明勘测设计研究(以下简称昆明院)金属结构专业开始逐步采用三维设计替代二维设计。并从多款三维设计软件中选定Inventor软件作为设计软件。到目前,已实现使用三维设计常态化。文中从模型构造、工程图生成、CAE计算、标准化及参数化驱动方面介绍了Inventor在金属结构设计中的运用。昆明院金属结构专业在使用Inventor进行三维设计已常态化的基础上,将继续扩充标准化设计库,提高设计效率;将研究实现模型与功能计算交互式设计,对产品进行精细化设计;利用强大的CAE功能计算,构建设备的安全预警数据库;同时,引入实时监测技术,对设备的安全运行进行管理,实现设备全生命周期的管理。     

厂房CAD软件应用浅谈及经验总结

微机水电站地面厂房CAD系统（简称厂房CAD或CFCAD）是中水北方勘测设计研究有限责任公司（原水利部天津院）20世纪90年代初开发的地面厂房辅助设计软件，随着操作系统、AutoCAD版本、编程语言及相关设计规范的变化，厂房CAD软件进行了4次大的版本升级。首先对布置模块和结构模块的功能、使用流程进行了简要说明。结合几个国内外厂房设计项目，展示了厂房CAD软件的成果。最后对厂房CAD软件的使用注意事项进行了分析总结，为后续使用者提供了参考。     

UG环境下水解酸化池系统三维建模及其应用

UG集CAD、CAM、CAE功能于一体,具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和工程图设计等功能,可以非常便利地对模型进行编辑和修改操作,大大减少重复劳动.将UC三维建模应用于水解酸化池系统的设计,发现UG建立的三维模型有直观性、可变性、省钱、易管理的优势.     

基于CATIA和ANSYS Workbench的水工结构CAD/CAE一体化系统

文章论述了水工结构CAD/CAE一体化系统的原理、现状及问题,探索在CATIA和ANSYS Workbench间搭建水工结构CAD/CAE一体化系统的方法,并通过CAPRI接口使得模型数据可以在两者间进行基于参数的双向传递和互相驱动,同时以灌浆平洞结构优化为例阐述一体化系统的操作方法。利用这一技术可以简化水工结构优化设计工作流程并显著提高工作效率。     

基于独立覆盖流形法的CAD与CAE融合研究

采用前期笔者提出的独立覆盖流形法,尝试CAD和CAE融合的新途径。以二维结构的线弹性静力分析为例,实现从CAD到CAE的无缝连接,以及CAE的完全自动化分析。在基于前期CAD几何的流形法研究基础上,给出NURBS曲线(CAD中的通用图形标准)与直线的切割算法,实现CAD几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;通过Auto CAD的DXF图形格式,将CAD中的结构形状、荷载及约束信息直接输出到CAE;基于矩形独立覆盖的自适应分析技术,实现结构静力分析的自动化计算;自动生成有限元网格用于计算结果后处理的图形输出。综合以上研究,用一个二维结构静力分析算例演示了从CAD几何建模和输出,到CAE的自动前处理、自动分析、自动后处理的完整过程,所有的人工操作仅限于CAD中,而CAE分析过程无需人工参与,就可以获得满足设定精度的计算结果。     

利用Excel VBA链接AutoCAD对单向肋形结构建模

单向肋形楼盖设计过程需要利用Excel存放设计计算数据,CAD绘制工程图,两个平台间不断切换采用手工操作降低了设计效率,增加了出错概率。该文探讨利用VBA实现Excel与Auto CAD的无缝连接,在Excel中进行单向肋形楼盖的内力与配筋计算,再将Excel的数据传递给CAD三维建模,既提高设计效率,又具有极高的使用价值和现实意义,为利用Excel控制Auto CAD进行三维建模、二维出图提出一条三维设计软件的开发思路。     

基于CAD/CAE的泵站装置流固耦合数值仿真

使用钢制流道的轴流泵站方案,具有施工方便、不易开裂、使用寿命长等优点,然其复杂水力条件引起的钢制薄壁结构流激振动问题亟待解决。在解决这一类问题时,流固耦合数值仿真计算中CAD和CAE两大技术通常独立应用,造成了其过程效率较低、成本较高、周期较长等。引入CAD/CAE一体化系统,实现泵站钢制流道仿真模拟的精准建模,并利用CAD/CAE交互接口进行钢制流道结构优化初步实践。结果表明,CAD/CAE一体化系统实现了水利水电工程中特定流固耦合数值仿真问题的精准建模和快速优化设计,大大提高了水利水电工程中设计—分析—优化过程的效率。     

设计企业的限额设计、设计责任和设计责任保险

设计企业在给业主(投资方)进行设计的时候,业主往往要求限额设计,而过度限额设计则可能产生设计责任,如何避免设计责任,则可以考虑投保设计责任保险等方式。     

绿色设计理念在水利工程设计中的应用

绿色设计就是生态设计或者环境设计,而水利工程一般规模较大,征迁移民占地较多,对区域环境会产生一定的影响,尤其是水资源时空重新分配对水环境产生较大影响.因此,在工程设计过程中,设计师需要充分采用绿色设计理念,使工程不仅不会破坏环境,反而对生态环境进行充分的修复,对水利行业可持续发展、人水和谐以及生态环境改善产生深远的影响.     

上海市管材类推荐性应用标准和通用图集简介

上海市地方标准中有一种是为适应市场经济需要而编制的 ,就建筑产品推荐性地方标准中的管材、支架类作一扼要介绍。     

农田灌溉系统设计

以监测作物生长的土壤温湿度为基础设计的农田灌溉系统,根据作物生长的土壤温湿度信息以远程控制农田中水泵的开关、进水阀的开关及出水阀的开关,实现了对作物适时、适量的灌水,起到高效灌溉,节水、节能的作用。     

设计部门内部设计质量管理研究

本文以河润设计院内部设计质量管理为研究对象,对现存的问题及成因进行剖析,并有针对性的提出质量管理改进方案,用以提升设计质量管理水平,更好地服务市场、占领市场,实现设计院的长足发展。     

濛里水电站限额设计中施工组织设计的优化

限额设计是降低工程造价、提高投资效益的有效方法之一，北江漾里水电站初步设计中成功地运用了这一方法。结合实践，介绍施工组织设计作为其一项重要内容进行的合理可行的优化方法和内容。     

经济型给水处理厂设计

介绍了节能和经济型给水处理厂设计方案的比选实例。以高位水库水为水源时,可建设重力流水厂,利用原水所具有的水头,克服输水管道水头损失、节省管道投资或用作给水管网的入网压力,减少日常运行费用。当有地形可利用时,通过建设原水的高位调节水池,利用低谷电运行,可达到水厂节省运行费用的目的;同时对城市电网也能起到削峰填谷的调节作用。并指出在水厂设计中应正确处理好一次性工程投资与日常运行费用间的关系。     

滤水坝设计

滤水坝是一种具有特殊用途的坝体结构,其设计理论、施工方法还不成熟.结合引青济秦取水口上游滤水坝工程设计,探讨了滤水坝结构设计理论,供读者参考.     

水情译电系统开发思路和基本方法

以长春水情译电系统为例，介绍编程要学会掌握软件的开发思路和基本方法。