圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动力仿真分析

圆柱壳是船舶、潜艇和海洋工程结构物的重要组成部分,研究其在水下爆炸载荷作用下的响应对提高结构物的使用周期有着重要的作用.利用LS-DYNA动力有限元程序对张效慈等人做的深水爆炸水动压力场对潜体结构的动态响应试验进行数值模拟.分析了不同材料圆柱壳和不同参数复合材料圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性.计算结果表明,复合材料比钢、铜、铝合金金属材料的抗冲击性好,弹性模量小的复合材料的抗冲击性好.方法可以简单快速的计算圆柱壳的抗冲击性,为舰船的设计提供参考.     

基于骨架模型的船体结构快速建模

针对当前我国船舶结构设计中迭代次数多、设计存在异地性的问题,提出一种船 体结构快速建模方法。以“自顶向下”为设计思路,以骨架模型为实现载体,对船体结构特点进 行分析、总结后构建了面向船舶结构的骨架模型,给出船体结构骨架模型的定义。通过船舶结 构的骨架模型与参数坐标系实现船舶总体的快速布局设计;建立参数坐标系与船体板架之间的 关联关系实现船体结构的快速建模与快速调整,并给出相应算法;给出设计信息的组织方式并 将设计信息集成到骨架模型实现船体结构模型的完整性定义与快速建立。最后基于 CATIA V6 平台开发快速建模系统,并通过纵骨架式船体结构验证了方法的可行性。     

基于知识库的船舶结构设计系统研发

基于船舶结构构件知识表达与组织机构的研究,结合数字化设计技术与 RPD 开发思想,提出支持快速设计的结构模型库的概念及其组织结构。利用知识表达建立 船舶的类型库,以模型库来封装船体结构数字设计功能,用分布式数据库管理船舶信息,并 以此开发了原型软件系统,实现了全船结构三维实体模型的快速设计和修改,通过一艘实船 模型的建立得到了验证。     

基于Patran的船体建模方法

对船体结构进行CAE分析时,由于其复杂性,建模过程非常繁琐,效率极低且易出错.寻求一种快速的船舶有限元建模方法一直是船舶设计工作者努力的课题.介绍一种基于Patran的船体建模方法,使用参数化批处理操作,大大缩短建模时间,提高建模效率.     

旋翼复合材料桨叶参数化及有限元建模

直升机旋翼桨叶结构建模通常只考虑内部结构的几何特征,在进行优化设计时,没有考虑设计参数对初始静强度设计的影响,为优化设计,提出采用有限元离散方法,面向多数直升机采用的C型梁结构,将桨叶内部结构分为带设计控制点的三大类构型模块,建立了在设计过程中能够保证桨叶大梁设计强度不变的参数化模型,并有针对性的提出背景网格与层结构网格结合的快速有限元离散方法,生成高效的旋翼复合材料桨叶剖面参数化有限元模型.通过对“海豚”直升机桨叶剖面建模,验证参数化建模方法的可靠性和有效性.     

多体系统仿真分析平台子系统建模技术

针对多体系统建模效率低、模型重用困难等问题,研究了复杂多体系统模型的子系统建模技术.提出支持系统分解和模型重用的子系统结构,采用虚部件定义子系统外部拓扑连接关系,通过主控参数封装模型设计知识和内部参数信息,从而建立自顶向下的层次化子系统结构模型;然后依据子系统主控参数关联关系及层次化结构特点,提出复杂多体系统参数化求解与装配算法.最后以卡车整车建模实例,介绍复杂多体系统的子系统建模过程.     

基于ANSYS的仿人机器人有限元建模研究

仿人机器人具有复杂的多自由度非线性结构特性,采用一般的多刚体动力学建模理论,由于过多的结构简化和未考虑系统本质粘弹性力学性质,难以建立精确的动力学模型,导致其力学性能计算、步态设计、步行稳定性和冲击振动研究的理论与实验结果产生较大的差异,无法有效地提出高品质的快速步行控制规律.本文考虑具体三维结构及其材质本质粘弹特性,运用三维有限元理论和ANSYS软件技术,针对清华大学研制的第一代仿人双足步行机器人--THBIP-Ⅰ系统,研究其有限元动力学建模技术与方法,建立了精确的有限元弹性动力学分析模型,并运用ANSYS参数化设计语言(APDL)实现了建模参数化.     

基于UG的膨胀套管螺纹接头参数化建模

膨胀套管螺纹接头优化设计分析时需要反复修改接头参数,高效快速建立接头三维模型,本文提出了两种利用UG软件进行膨胀套管螺纹接头参数化建模的方法.在UG中完成接头模型样板后,第一种方法通过Visual Studio开发平台编写程序得到一个可改变结构参数的可执行程序,实现膨胀套管接头二次开发建模;另一种方法是基于PTS模块完成对话框设计,通过重用库实现参数化建模.文章给出了膨胀套管接头三维参数化建模实例.通过本文的参数化建模方法能有效减少膨胀套管螺纹接头数值分析时的重复建模时间,提高工作效率.     

刮板输送机结构参数化建模研究

针对刮板输送机结构设计重复率高、效率低的问题,基于Pro/E 5.0三维建模软件实现了刮板输送机关键部件及复杂装配体的参数化建模。刮板输送机关键部件的参数化建模主要包括三维模型创建、设计参数确定、关系设定等3个步骤,以驱动链轮参数化建模为例介绍了关键部件参数化建模过程。刮板输送机复杂装配体的参数化建模基于Pro/Toolkit二次开发技术和Visual Studio 2008实现,以刮板输送机中部槽参数化建模为例,介绍了复杂装配体的参数化建模及虚拟装配过程。通过修改重要的几何参数实现对刮板输送机关键部件及装配体的快速建立、修改和精确造型,为刮板输送机结构优化提供了基础。     

多股螺旋扭转弹簧参数化建模方法研究

多股螺旋扭转弹簧在自动武器中广泛使用,目前仍没有一个标准的参数化建模方法。根据多股螺旋弹簧几何成形原理,分析了多股螺旋扭转弹簧中一次螺旋线和二次螺旋线函数关系,研究了多股扭簧标准三维参数化建模方法。在UG NX中,通过动态表达式建模方法,应用"扫掠"、"草图"等功能,建立了双圆柱三股螺旋扭转弹簧参数化模板,根据81式和56式7.62 mm步枪的扭簧参数进行参数化建模,验证了参数化建模的可行性。多股螺旋扭转弹簧建模过程中,采用标准的命名,为各类复杂弹簧参数化建模提供参考,推进复杂模型的三维参数化进程。     

Revit API在空间网格结构参数化建模中的应用

为将参数化建模技术应用于Revit Structure平台,充分发挥Revit三维建模平台的强大功能,采用Revit API类库在Revit平台上进行二次开发.通过参数化生成空间网格结构模型,实现在Revit平台下空间结构模型的参数化生成程序的开发,完成典型空间网格结构和载荷、支座等结构分析模型要素在Revit平台下的创建.该方法结合API的灵活性和Revit参数化建模的强大功能,比界面交互建模方式效率更高、实用性更强.     

基于隐式参数化的白车身建模方法

针对利用传统方法进行新车型概念设计时,需要在大量待选方案的基础上分别建立CAD模型和CAE模型,耗费大量人力和时间的问题,介绍车身隐式参数化建模的基本构成元素和高级构成元素、多层面建模技术和映射连接技术,以及基于隐式参数化的车身建模思路;对某车型前部白车身进行隐式参数化建模;对参数化模型与原有限元模型进行碰撞仿真分析和对比,结果表明用隐式参数化建模方法进行车型概念开发可行,能实现早期开发中车辆结构性能的快速评估.     

A development of data structure and mesh generation algorithm for whole ship analysis modeling system

In the whole ship structure and vibration analysis, the FEA (finite element analysis) model of whole ship structure is required in the early design stage before the 3D CAD model is defined. Because ship structure has a complex curved surface, and many associated structural members, the whole ship analysis modeling job has become a time consuming job. For the effective support of the whole ship analysis modeling, a method to generate the analysis model using initial design information within the ship design process, hull form offset data and compartment data, is developed. To easily handle initial design information and FE model information, a flexible data structure is proposed. An automatic quadrilateral mesh generation algorithm using initial design information to satisfy the constraints imposed by the ship structure is also proposed. With the proposed data structure and mesh generation algorithm, whole ship analysis modeling job for various ship types can be effectively supported and these results are presented.     

夹层板系统碰撞性能数值仿真分析技术

为促进夹层板系统（Sandwich Plate System,SPS）在船舶耐撞结构设计中的应用,用Abaqus分析SPS在碰撞载荷下的数值模型化技术,包括夹芯层和面板的建模方式、连接形式和网格尺寸．根据该技术研究SPS在碰撞冲击载荷作用下的力学性能,如结构损伤变形、碰撞力和结构吸能等．结果表明,SPS建模采用壳一体混合模型（即上、下面板采用壳单元,夹芯层采用体单元）较合理;夹芯层与面板之间采用绑定连接较合理;SPS具有良好的耐撞性能．     

对接圆柱壳结构模态特性分析

对接圆柱壳结构在航空航天、船舶、土木和机械等工程领域得到广泛应用,对其模态特性的分析是研究其动力学特性的重要方向.本文简要介绍了模态分析技术和最小二乘复频域法(PolyMAX)的基本原理,并对对接圆柱壳结构进行了计算模态分析和实验模态分析.实验模态分析过程中,针对自由边界的实验实现、分析结果的正确性进行了讨论,并将实验结果与计算模态分析结果进行对比,对比结果表明:对接圆柱壳结构具有圆柱壳结构一般振动特性的同时,由于对接形式的存在出现了以法兰面为分界的非对称振动。     

基于船型修改融合方法的参数化建模技术

为实现船体型线的优化,在船型NURBS表达的基础上,提出2种基于CAD/CFD船型优化流程的不同参数化建模方法.一种是直接以NURBS的控制顶点坐标为变量,实现船型的参数变换;另一种是以母型为基础开发船型参数化融合模块,实现船型的参数变换.利用iSIGHT软件,采用这2种参数化建模方法优化某集装箱船球鼻首部分.结果表明：船型修改融合方法是具有工程实用价值的参数化建模方法.     

面向属性的参数化建模在Revit API中的应用

为改进目前构件级建模过程存在的效率低问题,提出面向属性的参数化建模过程.此方法使建模师不需要重复传统建模操作,通过设置模型属性参数就可以实现相关数据的统计和计算从而快速建模.以球面网格结构为例,将参数化建模思想融入到Revit二次开发技术中,借用VS开发工具实现三维模型的快速生成.在操作时,用户只需通过用户界面输入矢高、跨度和环数等结构参数即可以完成模型的快速建立.通过此程序,还可以实现肋环形和施威德勒型2种类型的选择,实时监测设置的参数是否满足规范要求.     

三维参数化零部件库建模方法研究

基于参数化建模技术构建企业产品数据库,是实现大规模定制设计和快速响应设计的基础。以UG软件为开发平台,分析软件提供的多种标准件建库方法,给出了基于UG零部件库二次开发的基本流程,提出基于UG的层次性参数化建模方法,利用主模型和自顶向下的方法实现零部件的参数化建模,并给出了其实现方法。结合数控机床快速响应设计系统中刀具库设计开发的工作流程,给出了刀具库的应用开发实例。