金属成形数值模拟算法及软件开发

以实现拥有部分算法特色的金属成形定制化CAE （computer-aided engineering）软件为目的,在自主开发的OmtDesk平台基础上,嵌入金属成形数值计算程序.首先,以双势理论为基础,运用Uzawa算法求解金属成形中的接触摩擦问题;其次,采用建立在更新拉格朗日框架上的返回映射算法,求解金属成形中材料非线性问题;最后,通过压缩回弹和挤压成形两个数值算例,验证了自主开发的金属成形定制化CAE软件FEM/Form的准确性与通用性,并将求解结果与ANSYS对比.在压缩回弹算例中,采用ANSYS得到10–3 mm量级的穿透量,相同算例采用FEM/Form则能将穿透量控制在10–7 mm量级,说明采用双势接触模块能更加精确地控制金属成形数值模拟中的穿透量,使金属成形过程更加准确.      

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

基于HyperMesh的活塞网格划分策略研究

网格划分作为有限元数值模拟分析的一个重要环节,它直接影响着后续数值计算求解时间及分析结果的精确性。活塞作为多特征的复杂结构体,其网格划分具有很大的难度。借助于HyperMesh软件强大的CAE建模、网格划分及可视化功能,针对同一活塞几何模型的网格划分和质量检查,对比不同网格条件下模态分析过程和结果的差异,进而阐明了得到高质量活塞网格的处理对策和技巧,为同类型结构的网格划分和最优化分析提供参考。     

时空有限元方法的高效计算

为提高时空有限元方法求解二维瞬态不可压缩的Navier-Stokes方程的计算效率并降低对计算机内存的需求,用行格式存储法存储大型稀疏矩阵,用Newton-Raphson迭代法求解非线性代数方程组,用无填充不完全分解预处理方法以及重启型GMRES方法求解子迭代步的线性方程组.为验证该方法的可行性,对Reynolds数为100的圆柱绕流问题进行数值模拟.采用行格式存储法的存储空间仅为等带宽存储法的3.68%.     

基于ObjectArx的多高层钢框架CAD系统研究

根据多高层钢框架结构设计的特点,采用面向对象的系统开发技术,以AutoCAD作为图形处理平台,开发了基于ObjectArx多高层钢框架CAD系统.阐述了基于ObjectArx多高层钢框架CAD系统的开发方法,主要涉及系统总体结构、用户界面技术、对象模型分析及类实现、自定义实体的图形化显示、用户界面与数据分离等关键技术,并通过实践验证了上述技术的可操作性.     

CAD/CAE集成的高速列车子系统仿真分析一体化平台

为了使现有的通用商业多体动力学与有限元软件能满足高速列车子系统仿真建模的需求,利用开源组件和动态封装技术实现了可扩展弹性仿真平台架构框架,并基于该框架以高速列车弓网系统为例开发了高速列车子系统仿真平台(TPL. PC). 该仿真平台的构建表明,所提出的框架能够提供几何建模、网格生成与编辑、数值代码求解和三维实时可视化高速列车仿真平台所需的常用功能,解决了子系统几何模型和仿真模型在这些环节中的互用性问题,使得各异构子系统之间在仿真计算迭代步的中间结果数据和最终仿真结果文件交换通畅.      

基于相互积分的应力强度因子数值分析

应力强度因子可反映裂纹尖端弹性应力场的强弱,是解决结构疲劳断裂问题的重要参数。工程上常采用有限元分析软件对各种复杂裂纹体进行数值模拟进而求解断裂问题。有限元分析软件ANSYS提供后处理功能可直接计算各种断裂参数。借助ANASYS计算平台,分别采用传统的位移插值法和基于相互积分的数值方法可求得张开型二维及三维裂纹应力强度因子。将数值分析结果与二维裂纹的解析解和三维裂纹扩展实验的测量结果进行对比分析后发现,基于相互积分理论求得的应力强度因子更为精确,这种优势在三维裂纹数值分析中更为显著。     

基于技术进步的观点,对金属材料成型中数值模拟的讨论

基于技术进步的观点,本文分析了在金属材料成型数值模拟软件开发中,可应用的新技术—即面向对象的程序设计方法,友好的输出界面和数值模拟软件与CAD／CAM软件的集成。     

三维实体问题分析中的元胞单元法

基于局部作用原理，借用有限元离散和插值技术，引入元胞自动机的演化思路，得到一种新的力学计算方法——元胞单元法．它将结构的整体求解变成局域分析，通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡．它对计算机容量要求低．可形成一种高度并行的算法，可望在大型结构和纳米力学的大规模模拟方面得到应用．为探讨其适用性，将其用于三维实体问题分析，给出了元胞模型和计算步骤，进行了数值试验，给出了计算结果．     

CAE建模与工程验证

提出了具有共性和普遍意义的复杂产品CAE性能仿真的能量等效替换、定性力学、主要矛盾和反馈建模原则,基于这些原则对中空挤压铝型材高速动车组、不锈钢点焊结构的城市轻轨动车组、中空挤压铝型材/蜂窝夹层板混合结构的常导磁浮动车组车体进行了CAE性能仿真.性能仿真结果与物理样机测试结果的基本一致,证明了本文建模原则的有效性.     

基于Lab VIEW汽车发电机测试系统设计与实现

介绍汽车发电机参数自动检测系统的结构、设计和实现技术，并对LabVIEW软件平台的设计原理、思想及其路线进行论述。通过虚拟仪器技术，力图降低汽车发电机检测系统开发成本，使其更加普及实用。结果表明，该系统能够为教学提供平台，并能够解决发电机检测不普遍的问题，能提供简洁友好的人机交互界面来进行参数的测量，易于维护和系统扩展等。     

输油泵机组状态监测分析诊断系统的设计

介绍了一个输油泵机组状态监测分析诊断系统, 研制该系统的目的是为了实时掌握输油泵机组的运行状态, 为针对性的维护提供依据和手段． 文中阐述了系统的构成, 各参量监测原理,着重讨论了状态监测分析诊断系统软件的设计和系统的实施． 系统软件基于 Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｎ Ｔ 网络平台, 具有友好的图形用户界面, 实现了数据动态显示、事故自动报警、定时报表打印、领域专门知识帮助与故障诊断等多项功能．     

自适应智能型空间网架节点的自动化设计、预结算统计和软件开发

自适应智能型网架在结构使用中，节点的设计非常重要。同时，此类结构的复杂性也对结构设计软件和预结算软件提出了较高要求。对利用AutoCAD二次开发平台的0bjectARX插件开发此类结构设计的一些经验和关键问题进行探讨，并对如何为预结算统计提供一个快捷的解决方案，具有重要的实践意义。     

基于电子地图居民出行OD调查方法

分析传统居民出行OD调查方法的不足,提出一种基于电子地图平台的新方法。通过友好的操作界面平台,利用标准化的数据形式省去后期大量的人工数据录入及处理工作。避免以往调查与统计空间分离的状况,提高数据的可信度,节约调查和数据录入费用,增强可操作性、提高工作效率、降低工作强度、提高精确度,具备广阔的使用前景。     

基于MATLAB GUI的分数阶控制器设计与分析平台

建立一个基于MATLAB的分数阶PI^α D^β控制器设计与分析平台,该平台主要包括分数阶微积分算子有理逼近函数生成模块和分数阶PI^αD^β控制器设计模块.在该平台上可获得分数阶微积分算子最佳有理逼近表达式、频率特性曲线、零极点分布,完成分数阶PIα Dβ控制器设计与分析.通过分数阶微积分算子有理逼近及控制器设计实例表明,该平台能够方便地实现分数阶微积分算子的有理逼近及其性能分析,交互界面友好、使用方便,为分数阶PI^α D^β控制器的便捷设计提供了条件.     

基于ObjectARX2006和AutoCAD2006开发的汽车线束设计系统

基于AutoCAD2006,结合ObjectARX2006软件包,在Visual C++.Net2002环境下开发了汽车线束设计系统。介绍了该系统的系统结构、功能、数据库设计和关键技术。该系统具有自动化程度高、界面友好、操作性强和使用范围广等特点,实现了汽车电线束的设计、修改、及工艺信息和物料管理的功能,有效提高了线束设计的效率。     

基于嵌入式Linux的MySQL数据库的图形化管理

目前,嵌入式Linux系统已得到广泛的应用,相应的图形用户界面的开发也日趋重要.首先概述了MiniGUI图形系统的优点,然后具体描述了访问MySQL数据库的命令行方式及其不足,最后提出了把MySQL数据库和图形界面系统MiniGUI结合起来,使用图形化的方式访问MySQL数据库的方案,并结合一个具体的应用实例加以说明.本系统开发的嵌入式显示与检测终端已经运用到实际系统中,并且取得了很好的效果.     

基于VC++6.0的通用激光打标软件设计

介绍了通用激光打标软件的设计.该软件功能丰富,不仅能绘制图形,还能兼容AutoCAD和CorelDRAW的文件格式,并能对图元进行对齐、填充、节点调整等操作变换,经过编辑之后的图形离散成控制数据,通过PCI板卡控制激光打标机,完成对工件的标刻.该软件采用的是面向对象的编程方法,扩展性和可维护性强,具有友好的用户界面,操作简单.     

A new approach of intelligent design and optimization for shell nosing

Preform design for shell nosing product without machining the inner surface after forming is an experience-extensive work. Generally, the initial design needs to be modified and simulated consequently to get proper preform and nosing die, and the iterative process is time consuming. This paper puts forward a new approach, in which the suitable initial design can be obtained by knowledge-based intelligent technology and the optimal design can be acquired by finite element method (FEM) based geometrical modification. With the CAX object model as the bridge of CAD and CAE, the CAD model with simulation knowledge can be transferred into CAE automatically, and the CAE result can be automatically utilized as well. Based on the comparison between the simulated shape and the desired shape, the dissatisfactory area will be modified. A new simulation and modification process will be carried out based on the modified design. The process is repeated iteratively to get the optimal design. This approach utilizes the commercial CAD and CAE software, without the need of complex back-forward FEM procedures. Based on the new approach, an in-home intelligent shell nosing design and optimization system is developed, and a case study proves that this system can reach a reasonable design efficiently.     

基于标准的车辆焊接结构抗疲劳设计与焊接工艺一体化设计

建立了一个车辆焊接结构抗疲劳设计及焊接工艺一体化的数据库系统,解决了抗疲劳设计与焊接工艺设计之间的信息孤岛问题,并嵌套了基于标准的焊接接头疲劳寿命计算模块．其中,对评估焊接接头疲劳寿命的国外标准（BS7608、IIW）进行了归纳,以便于用户使用,并与焊接工艺标准（DIN6700）进行了有机整合,实现了设计与工艺的一体化．此外,还嵌套了戚墅堰机车车辆工艺研究所多年累积的焊接工艺研究成果,使系统基础数据更加厚实与可靠．系统操作界面友好,有很好的实用价值．