利科有限元分析软件开发

针对现有的通用CAE分析软件不能满足水工结构和岩土工程领域数值分析的需求,国内外还没有一款功能较完备的水工结构和岩土工程通用的CAE软件的问题,开发出面向水工结构和岩土工程设计、咨询、科研与高等教育的专业有限元分析软件——利科有限元分析软件(LinkFEA).计算模块的设置主要满足该领域中坝、闸、隧道和地下洞室、各类岩质土质边坡等中的渗流场、温度场、应力场(或位移场)及这3个场之间的耦合计算和结构安全性分析需求.前处理模块的功能有几何建模、有限元网格生成以及材料参数、载荷、初始条件和边界条件的设定等;后处理模块包括强度分析、渗透稳定性分析、边坡稳定分析和洞室围岩稳定性分析等,有限元计算结果和分析结果都能以等值线图或云图显示.LinkFEA已经过国内多个工程的渗流和应力(变形)计算的检验.     

基于AutoCAD的有限元前处理系统设计

以AutoCAD为几何平台,并利用其提供的二次开发技术实现了有限元前处理系统的编程。该方法解决了常规的有限元分析系统中的几何建模系统和前处理系统脱节的问题。集成了造型、单元属性设置、网格划分、显示等多种模块。研究了有限元前处理系统的若干关键技术,包括如何控制网格形态、输出求解数据接口、基于ObjectARX的CAD/CAE集成设计、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法。建立了一个基于AutoCAD的有限元前处理系统。     

缸内流体有限元预处理平台的输入模块设计

在气缸内流体有限元前处理平台中，input文件有四大模块：几何建模、工程分析条件确定、输出请求、自我管理。该文总结了input文件设计思路和方法。掌握其脉络对大型工程分析软件的设计和应用具有重要意义。     

基于Netgen的层状地质体四面体网格划分方法

为解决三维地质建模中难以表达层状地质体内部属性的问题,将有限元网格划分方法应用于层状地质体建模中,研究基于Netgen进行层状地质体四面体网格划分的方法.以地质钻探数据为数据源,按照钻孔数据分层构建三维表面模型,用三角面片的集合构成封闭的包围壳来描述层状地质体的外部形状;结合Netgen强大的几何自适应和细部划分控制功能,用四面体网格划分方法对形成的三维表面模型进行空间区域划分,从而实现对复杂形状的层状地质体三维模型构建,并分析Netgen的输入、输出数据结构和地质钻探数据到STL格式的三维模型数据、STL格式数据到Netgen网格划分结果数据的生成过程.某矿区多个岩层的模型构建证明该方法稳定、可靠且有效.     

回转钻进钻孔数据处理与三维显示软件设计

针对煤矿井下回转钻进用随钻轨迹仪及手持式轨迹仪测量软件功能单一、显示不直观、无法实现瓦斯抽采盲区的分析与显示、不能指导钻孔施工等问题,设计了一种钻孔数据处理与三维显示软件。该软件包括钻孔数据预处理、钻孔深度与轨迹计算、钻孔轨迹三维建模与显示及钻孔轨迹设计指导4个功能模块:钻孔数据预处理模块重点关注地磁偏角计算及数据野点的剔除;钻孔深度与轨迹计算模块利用钻孔水压监测数据和测点倾角数据实现钻孔静水压力的提取及钻孔深度的计算,同时实现钻孔轨迹的计算及钻孔测点坐标的提取,完成钻孔轨迹深层次的数据挖掘;钻孔轨迹三维建模与显示模块将钻孔轨迹及煤层走向等钻孔信息通过三维实体有效呈现,便于钻孔瓦斯抽采盲区的确定,包括钻孔群轨迹及煤层分布三维显示、进煤面设计钻孔覆盖区域、进煤面实钻钻孔覆盖区域等显示;钻孔轨迹设计指导模块给出钻孔抽采盲区,并统计已有钻孔轨迹的偏移特性,给出后续补充钻孔施工的指导轨迹。采用该软件对某矿实钻钻孔进行三维显示和偏移规律分析,利用精准开孔技术和随钻轨迹测量技术对钻场进行了补充钻孔施工,补孔后的钻孔抽采覆盖区域达到了设计覆盖区域的95%以上,有效控制或消除了钻孔瓦斯抽采盲区。该软件解决了钻场或巷道钻孔群轨迹的三维显示问题,可直观再现钻孔轨迹与煤层的关系,为钻孔瓦斯抽采盲区的定量评价提供了一种新方法。     

综合应用UG,HyperMesh和MSC Marc软件进行有限元分析

针对在工程中只应用某一软件完成有限元分析的过程复杂、效率不高的问题,根据UG,HyperMesh和MSC Marc软件的特点,综合运用其长处完成从几何建模、网格划分、分析计算到结果处理的整个过程.实例表明,综合运用各有限元分析软件,有利于发挥每种软件的优点,可以大大提高有限元分析的效率.     

电磁场数值计算的后处理

简述了电磁场数值计算后处理的意义;研究了磁力线、彩色云图、矢量图的绘制算法的问题,并以VC＋＋6.0作为开发平台,在已有有限元前处理和计算的软件的基础上开发了电磁场数值计算的后处理软件,包括磁力线、云图、矢量图的绘制;最后结合具体实例,说明了本软件的正确性和有效性。     

HAJIF软件前后处理模块设计与实现

为满足国产有限元软件HAJIF对大规模可视化的前置建模和后置数据处理功能的迫切需求,基于面向对象的程序设计思想设计并实现具有高度灵活性的前后处理模块.提出层次化、组件式的软件设计架构.在前处理功能设计方面,引入准C++标准Boost库,解决模型数据的持久化和内存管理问题;采用节点相关面法以及OpenGL深度缓存机制大大提升模型显示效率.在后处理功能设计方面,建立物理场量值与颜色的对应关系,并构建结构变形比例放大因子计算公式.研究表明：面向对象的程序设计方法可以大大提高开发效率和前后处理模块的可维护性.     

岩土工程有限元软件应用与发展(一) 通用大型有限元软件

作为有限元理论到应用的一个重要工具——有限元软件，在地质工程及岩土工程数值计算中起到承上启下、理论与应用相结合的关键纽带作用。通用有限元软件具有强大的几何模型处理能力，并能与流行的CAE无缝集成：具有强大、先进的网格处理能力：含有丰富的单元类型库和材料库，二次开发能力强；可以求解多种有限元问题，从线性问题到非线性问题，从静力问题到动力问题；内置强大的接触分析能力；应用领域广泛，可进行多场耦合；程序面向用户的开放性；集成地质及岩土工程模型处理能力等特点。     

地质工程复杂地质体三维建模与可视化研究

地质工程复杂地质体中的各种地质信息都可以看作是三维空间中的函数，利用各种野外实测资料分别建立相应的曲面拟合函数，进而利用计算机建立三维地质模型，达到直观地表达地质信息在工程岩土体中的分布规律、提高对地质规律的认识、指导地质工程项目的勘测施工及监测的目的，本文分析了复杂地质体三维建模与可视化研究的关键技术问题，并初步应用于向家坝某坝址区的三维地质建模中。     

基于Inventor的产品外观设计与实现

随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(CAD)的水平有了很大的提高,CAD已不仅仅局限于进行二维图纸设计,而是能够建立真实地反映系统的三维实体模型,并且可以将多个三维实体模型装配为系统进行机构动态分析。Inventor是以实体建模为主,兼顾基础曲面建模的混合型三维建模的通用CAD软件系统。其核心组成部分为零件设计、装配设计、工程图纸;此外,Inventor还有一些特定行业的功能:动力学仿真模块、有限元应力分析模块、管路设计模块等。     

基于ABAQUS的沥青路面有限元仿真模型研究

阐述沥青路面水损坏机理,介绍ABAQUS有限元仿真软件,利用ABAQUS非线性动态分析能力建立了沥青路面渗流场、应力场三维有限元数值模型,对孔隙水压力、三向应力及竖向沉降的发生及变化规律进行探讨,并在某高速公路上建立试验段进行试验验证。由算例分析可知,用ABAQUS有限元软件模拟沥青路面降雨条件下的渗流场及移动荷载下的应力场是可行的,效果良好。     

面向领域的快速特征造型的设计与实现

提出了面向领域的快速几何特征造型新方法。受软件工程理论中的“域工程”思想启发,该方法针对特定领域的几何特征造型设计,研究如何将领域知识加以抽象自动化,改良几何造型系统的软件架构设计,优化造型系统的算法设计,从而最终提高特征造型系统的整体效率。基于这一思想方法,讨论并分析了计算机辅助建筑设计中造型的需求,提出了系统实现框架,给出了相应的算法实例。应用实例证明了方法的可用性。     

基于规则子块体数据的属性几何体建模

论文着重研究基于规则子块体数据的属性几何体建模方法。基于一种适合大数据量的标量体数据表示结构和一种基于种子填充的三雏空间区域划分算法,提出了一种新的属性几何体建模方法,该方法可应用于由复杂曲面生成复杂体结构,并要求对空间节点进行属性分析的领域,如石油地质建模等。     

基于Qt的专用有限元软件GUI模块的设计与开发

在工业软件领域,图形用户界面(GUI)模块的友好交互性对于专用仿真软件的工程应用和推广至关重要。针对有限元分析流程和专用功能定制开发的设计需求,在 Windows操作系统下,以用户需求为中心,采用多窗口界面设计方式,基于 Qt技术开发一种专用有限元软件的图形用户界面模块,实现软件界面生成管理、界面元素布局管理、界面消息相响应、界面语言切换及模型视图交互操作等功能。通过 HAJIF实例验证,该模块具有易扩展性和可定制特性,可以很好地推动专用软件的研发进程,并且在跨平台移植方面具有一定优势。     

基于虚拟样机的故障知识获取研究

文章利用CATIA软件对某型导弹发射装置发射台建模并利用工程分析模块Analysis＆Simulation进行有限元分析,获得导弹发射装置在载荷变化情况下的可视化资料,获取载荷一故障之间的对应关系,建立智能诊断专家系统知识库,为解决机电设备故障诊断专家系统知识获取的“瓶颈”问题提供了一个新的思路。     

基于工作流的通用备件管理系统设计

采用工作流技术,用户可以根据企业自身的实际业务流程来自定义工作流,从而实现业务流程的自动化。备件管理是每个企业都必须面对的环节,是企业ERP运行的重要组成部分。采用软件工程的方法,通过分析企业职能部门和用户的工作流程,结合工作流技术,按照特性要求和统一原则,采用层次化、组件化、松耦合思想设计并实现了通用型企业备件管理系统。     

Finite element analysis of spiral strands with different shapes subjected to axial loads

In this paper a new mathematical geometric model of spiral one or two-layered oval wire strands are proposed and an accurate computational two-layered oval strand 3D solid model, which is used for a finite element analysis, is presented. The three dimensional curve geometry of wires axes in the individual layers of the oval strand consists of straight linear and helical segments. The present geometric model fully considers the spatial configuration of individual wires in the right and left hand lay strand. Derived geometric equations were used for the generation of accurate 3D geometric and computational models for different types of strands. This study develops 3D finite element models of two-layer spiral round, triangular and oval strands subjected to axial loads using ABAQUS/Explicit software. Accurate modelling and understanding of their mechanical behaviour is complicated due to the complex contact interactions and conditions that exist between individual spirally wound wires. Comparisons of predicted responses for the strands with different shapes and constructions are presented. Resultant stress and/or deformation behaviours are discussed.