基于CAD模型的船舶有限元建模方法

基于NX的三维CAD/CAE通用集成平台,提出一种基于CAD模型快速生成船舶结构有限元网格的方法,在CAD环境中将船舶中相交结构进行分割,建立相邻边的匹配关系,将CAD模型转换成多面体模型,在多面体模型中实现相交板架的缝合操作,最后生成有限元网格模型。以实际船舶模型为例进行测试,结果表明,该方法可以实现CAD模型与网格模型的自动关联,CAD曲面修改时网格模型可以自动更新,可有效提高网格的生成效率。     

基于NX的船舶CAD/CAE模型预处理

为了提高有限元建模效率,基于NX的CAD/CAE设计分析一体化的优势,将CAD船舶模型快速高效地转换为可用来划分网格的CAE模型,提出基于NX的船舶CAD/CAE模型预处理设计方案,测试表明,方案切实可行,有一定实用性。     

船舶CAD／CAE系统面向对象数据库的开发

针对关系型数据库在处理船舶设计复杂工程数据方面的不足,提出了采用面向对象数据库构建船舶设计数据管理系统基础平台的优越性,系统地介绍了船舶CAD/CAE系统面向对象数据库的设计及在Oracle 10g数据库上的实现方法,基于对象,关系数据库Oracle 10g采用JSP技术建立了B/S结构的船舶CAD/CAE数据管理系统为船舶CAD/CAE数据在Web上交互、共享和存储提供了一种有效途径.     

船舶有限元网格自动生成技术研究

在进行船舶有限元分析时,先在CAD软件中进行船舶模型设计,然后再将该模型导入到CAE软件中进行有限元分析求解是一种非常实用的方法.但这一方法需要将CAD模型转换为CAE有限元网格模型,它包括网格的自动划分、网格修补和网格细化.本文根据船舶有限元分析的特点,介绍了网格自动划分的主要算法,提出了一种改进的铺设算法以实现船舶有限元网格的自动生成.并分别讨论了网格修补和网格细化自动实现的思路.     

考虑结构优先级的船舶有限元网格优化算法

针对船舶结构CAD/CAE一体化方案中利用三维几何模型进行有限元网格划分时出现大量过短的壳单元边问题,为优化网格质量,提高建模效率,提出一种有限元网格形态自动优化算法,根据单元节点所属结构连接型式和船舶结构类型,自动批量消除过短的壳单元边,在基于NX定制开发的船舶CAD/CAE模型转换软件中得到验证。     

基于SIMP拓扑优化理论的结构概念设计研究

为了探讨机床结构概念设计问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的机床结构设计方法,文中将拓扑优化方法与有限元结合应用于结构概念设计进行了研究。以UG作为CAD造型平台,以ANSYS作为CAE有限元建模和分析平台,采用SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)拓扑优化理论建立数学模型,并应用改进的启发式拓扑优化准则算法进行数学模型的求解,得到经过拓扑优化的结构概念设计的方案模型。文中将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化。优化结果为结构详细设计阶段的形状优化和截面优化提供设计优化区域和原型。从结构概念设计的结果看出,其优化设计过程较稳定、有效,能够满足工程上概念设计的需要。     

基于CATIA V6的船舶结构有限元网格方法

CATIA作为一款通用的工业设计软件,在许多制造行业得到了广泛的应用。随着V6版本较之V5版本进一步的提升了结构模型转换FEM平面单元的能力,CATIA目前已能够实现船体结构模型直接生成有限元网格。通过深入应用CATIA V6,依靠软件强大的三维建模功能,能够极大的减少船体结构划分有限元网格工作的工时。同时利用关联设计复用以往模型,进一步提高FEM模型的生成效率。甚至能够为实现船舶结构设计CAD/CAE一体化的目标提供了具有可行性的研究路径。因而本文通过分析CATIA软件生成有限元网格机制,结合船舶结构有限元分析对生成网格的要求特点,确定了具有实践性的结构建模与网格划分方法。最后通过实践案例予以验证,结合网格质量检查与优劣势分析,基于CATIA平台为船舶结构快速生成有限元网格提供了一种较为高效的方法。     

基于NX的船舶有限元前处理系统研究

以NX的CAD/CAE集成平台为基础,并利用其提供的二次开发技术实现船舶有限元的前处理系统。基于已完成的船舶设计系统,首先将设计模型转换成简化模型,并进行简化;然后简化模型转化成多面体模型,并进行相关的几何清理;最后使用自动化的网格剖分器生成有限元网格,并赋予单元属性。以一艘散货船为例,利用该系统进行三舱段建模,生成了理想化的网格。测试表明:系统可以满足船舶有限元建模的需求,同时有效提高建模的效率。     

船舶耐碰撞结构设计有限元分析研究

为了提高船舶机械结构强度,从而提高船舶的耐碰撞能力,提出一种基于有限元分析的船舶耐碰撞结构设计方法。在CAD/CAM平台上进行船舶耐碰撞疲劳损伤结构分析,采用连续体模型分割方法进行船舶的机械结构强度分解,结合有限元分析方法进行船舶耐碰撞应力结构分析,以屈服强度和船舶荷载强度为测试约束指标参量,进行结构强度的力学分解,在有限元仿真软件中进行应力评估,实现船舶结构优化设计。测试结果表明,采用该方法进行船舶耐碰撞结构设计,对船舶的结构力学分析结构准确度较高,船舶的结构强度得到增强,耐碰撞性能提高。     

基于三维体验平台的船舶设计软件接口集成研究

针对当前船舶设计软件种类较多且缺乏有效的集成系统的特点,结合目前常用的几款CAE分析软件,对软件的接口集成技术进行研究.基于三维体验平台二次开发技术,以通用中间格式文件为媒介,固化模型传递方法,实现单一数据模型一键导出并导入CAE分析软件.在此基础上,选择某船体结构有限元分析进行实际应用,计算结果满足分析要求,表明采用...     

面向对象数据库在船舶CAD／CAE数据管理中的应用

阐述了面向对象数据库的有关技术及其在管理工程数据方面的优点,提出了基于面向对象数据库的工程数据模型框架。基于面向对象数据库Ora-cle10g采用ASP.NET建立了船舶CAD/CAE数据管理系统,为船舶CAD/CAE数据在Web上交互、共享和存储提供了一种有效途径。     

基于三维结构设计与分析软件平台的舰船结构性能快速评估

本文探讨开发三维结构设计软件与结构有限元分析软件的数据接口,实现从舰船三维结构设计到CAE分析的自动建模,并在结构分析软件的基础上,开发全船分析载荷转换与自动施加、惯性力平衡、计算结果自动后处理等功能,最终建立一个三维结构设计与分析的统一数据平台.以一艘目标舰为例,完成了从Tribon建模、模型转换、自动加载、惯性力平衡到计算结果分析的全部过程,表明统一平台的开发,大大节省了建模、分析时间,有利于在结构模型修改的基础上快速完成CAE模型的修改,实现了结构性能的快速评估,对舰船的开发设计具有实用意义.     

船舶零件的参数化设计和结构分析

为实现船舶零件的快速设计和分析,使设计人员在设计阶段就能了解产品的力学性能,以某船用齿轮为例,采用先进参数化设计方法对其快速设计进行研究。首先建立某船用齿轮结构齿廓部分渐开线运动方程,并基于三维CAD系统UG实现了齿轮结构的参数化设计,实现齿轮结构的快速生成,得到该齿轮精确的设计模型。基于有限元环境,将几何结构与载荷分别建立相互区别id号,并分别相互引用,实现了齿轮结构有限元分析过程的参数化,快速得到了齿轮结构工作过程的应力分布云图,为设计人员提供参考。     

船舶结构有限元模型快速生成研究

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,直接利用AutoCAD中的二维结构图快速生成船舶结构的三维有限元模型,是一种自动化程度较高、快速性较好的方法,通过介绍船舶结构有限元模型数据的计算生成方法等,体现了其在船舶结构有限元建模上的优越性及局限性,以利于深入开展研究.     

船舶尾轴系统固有振动特性分析

采用CAD/CAE综合分析方法,建立了模态分析的数学模型,结合I-DEAS和HyperMesh软件的辅助建模和网格划分功能,在ANSYS中分析了某船舶尾轴系统不同转速时的结构固有振动特性,总结出模态频率受旋转软化效应和应力刚化效应影响随转速变化的规律.     

参数化有限元分析在集装箱船CAE的应用

近年来,基于有限元的机械结构强度分析、应力应变分析、振动分析等技术在机械制造、航空宇航、船舶、汽车等各个领域取得了广泛的应用,逐渐成为一种必须的工程分析手段。为了提高我国船舶工业的制造水平,必须要大力发展有限元分析技术和计算机辅助工程软件(CAE)方法。随着远洋物流运输业的发展,集装箱船因其运输量大、航速快等优点,在世界范围内获得了广泛重视。本文针对大型集装箱运输船舶,对其舱段结构进行了参数化有限元分析,并建立了集装箱船结构的CAE分析模型。     

参数化建模在舰船结构设计和载荷强度分析中的应用

高速船的船体结构应力/载荷与应力条件较为苛刻,因此,想要提高高速船舶的结构设计,必须要对高速船舶的结构件进行系统的力学分析与仿真。Ansys有限元仿真平台的功能强大,能够有效的模拟高速舰船在不同受力状态下的载荷强度和应力集中系数。Ansys APDL能够采用参数化建模的方法快速的建立不同结构的有限元模型。本文结合Ansys APDL系统地研究高速船板架结构在不同载荷下的应力应变,有利于提高结构设计强度。     

船舶主流CAD软件间的数据交换研究

针对当前船舶行业主流CAD软件CADDS5和TRIBON中模型数据的特点和组织形式,该文利用各自的二次开发工具对两者间数据交换过程开展了研究,提出了适用两者之间数据转换的方法。通过实例证明,该文所研究的方法能迅速有效地从CADDS5中提取模型数据信息,进而转换成TRIBON建模所需要的格式。运用该方法开发的接口软件为船舶主流CAD软件间的数据交换提供了一种手段,并可进一步拓展用于CAD/CAE软件集成研究。     

舰用减摇鳍加强结构的CAD/CAE一体化设计

针对减摇鳍安装部位复杂的结构形式和载荷引起的结构设计和载荷分析问题,以某舰用不可收放式减摇鳍的加强结构为例,探讨了减摇鳍加强结构三维设计、载荷分析和性能评估方法,将三维设计软件CADDS5优秀的可视化技术和有限元分析软件MSC.Patran/Nastran强大的结构分析能力有效地结合起来,对其进行CAD/CAE一体化设计分析,获得减摇鳍加强结构的力学特性,为结构优化提供依据.     

船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统的研究与开发

基于图形平台ＯｐｅｎＧＬ开发了船舶结构有限元模型及分析结果可视化系统（ＣＣＳ－ＦＥＶＳ），本系统根据船舶结构的特点，对船舶结构进行有限元分析后所产生的非结构化数据场进行可视化处理。本文详细阐述了船舶结构分析结果可视化系统的设计思想、系统结构、数据管理及其多种处理和显示数据场的方法，给出了实例；同时讨论了ＯｐｅｎＧＬ在可视化显示中的应用。