使用AUTO_WINDING程序设计交流电机硬绕组

介绍了用Pro/E软件制作的AUTO WINDING程序,用于进行交流电机硬绕组的设计。并阐述了三维Pro/E设计硬绕组与二维HMCAD设计硬绕组的不同之处,以及使用三维设计的优越性。     

京沪高铁深埋式桩板结构设计计算方法分析

深埋式桩板是高速铁路无砟轨道路基的一种新型结构形式,其设计方法及计算理论目前还不成熟。本文结合京沪高速铁路深厚软土地基低矮路堤深埋式桩板结构的设计参数,建立二维和三维的有限元模型,计算得出桩板结构内力分布和变形特性等。对比分析二维和三维的有限元计算表明,二维与三维框架法计算结果接近,且均满足无砟轨道的控制指标要求。为了便于设计计算,建议按照二维框架法计算结构内力。     

桥基高边坡稳定的二维、三维有限元对比分析

研究目的:目前桥基高边坡分析主要基于二维平面问题处理,忽视其空间效应。无论是高边坡还是桥台基础等都是三维实体,二维分析的结果推广到实际应用中往往存在一定误差。相对三维领域,二维条件下各种边坡理论发展较为成熟,工程上简便实用,二维分析仍是值得考虑的一种方式。在二维和三维2种状态下,对荷载作用下的高边坡岩体力学行为特征和规律进行对比分析,研究结果可为桥基高边坡设计及稳定性评价提供参考。研究结论:二维和三维条件下,桥基高边坡岩体力学行为特征大致相同,二维计算的应力、位移普遍偏大,这种现象在桥梁基底附近尤为明显;同等条件下二维所计算的坡面稳定性较三维偏于保守;相对三维,二维计算的误差并不恒定,误差大小随荷载强度、桥基位置、坡度、桥基尺寸等各因素变化而变化。     

基于数值分析的磁浮列车悬浮电磁铁电磁场分布研究

常导中低速磁浮列车采用被动导向控制,其悬浮电磁铁同时提供列车悬浮力和导向力。因此,在磁浮列车的设计中,对悬浮电磁铁磁场的分析非常重要。本文采用Ansoft有限元分析软件对中低速磁浮列车悬浮电磁铁电磁场进行了三维研究,并与二维计算进行了比较。计算结果表明,在电磁铁电流较小情况下,铁心和轨道发生饱和的局部区域较小,三维与二维计算结果接近;但当电磁铁电流较大时,两者计算结果相差较大,三维计算得到的悬浮电磁力值更接近实验值。     

某地铁出入口深U形槽二维等效分析方法比较

对某地铁出入口深U形槽进行了不考虑顶横梁空间约束作用、两种等效方法考虑顶横梁空间约束作用的二维分析及SAP2000三维分析。经比较,基于刚度等效原则的二维计算内力比基于面积等效原则的二维计算更接近三维计算结果,且其侧墙底部及底板内力与三维计算结果相比,误差很小,可用于结构配筋计算。     

基于数字化技术的铁路路基三维信息模型算量方法研究

路基工程在铁路建设中非常重要，其数量直接影响到铁路建设的投资，因此精确计算路基工程数量非常关键。传统二维设计计算工程数量是根据实测横断面采用平均距离断面法，未有效地根据地形变化对数量进行实时交互计算，导致数量与现场实测值有一定差别，尤其在地形起伏变化较大的丘陵地区差别更为显著。基于数字化技术及多专业协同技术形成的三维设计模型，实现了全方位、多角度查看、构件单元快速识别、构件与地形面数据化交互，从而使设计精度更高，提取的数量相对更精确。以某高速铁路工程为例，详细介绍铁路路基三维信息模型算量方法在铁路正向设计中的应用，将传统二维设计算量与断面法和基于数字化技术的三维信息提取法算量、网格划分法计算土石方数量做了详细对比并得出具体指标值。通过对比分析，总结铁路路基三维信息模型算量的优劣。与传统二维设计算量相比，基于数字化技术的三维信息提取算量方法具有更高的精度、更快的计算速度和更强的交互性，可以在铁路正向设计中发挥重要作用；提出针对不同类型构件、土石方分别采用信息提取法、网格划分法的一整套路基三维信息模型算量方法，大大提高工程算量精度，计算结果更准确。     

高速铁路路基帮宽工程复合地基有限元分析方法探讨

路基帮宽工程势必引起既有路基沉降，在高速铁路建设过程中，高效开展复杂工况下多个路基断面的沉降计算并获得更精确的沉降预测值十分重要。目前常规使用的二维简化计算模型，由于较少深入研究简化理论，存在精度不足误差较大的问题，而大型的三维计算模型，存在建模工作量大，计算收敛困难等问题。基于有限元软件ABAQUS,分别建立典型路基帮宽工程的二维和三维模型，推导三维至二维的群桩弹性模量和重度转化公式，并讨论土体弹性模量和重度的加权平均计算方法，转化后的二维与三维模型计算结果差异率小于2%。通过沉降计算结果，研究了桩土接触面摩擦系数设置对沉降结果的影响，其对附加沉降值的变化影响率小于1%;开展桩基弹性模量的参数分析工作可以得出，对于路基复合地基处理措施，当桩基模量大于1 GPa时，对附加沉降的控制效果明显减弱。     

高速列车车体传热系数数值计算分析

车体隔热性能是高速列车车体重要性能之一。利用CFD(计算流体动力学)数值模拟方法,分别采用二维截面法和三维部件法对某高速列车车体围护结构传热进行模拟,得到二维典型截面和三维典型部件的传热系数,经加权平均获得整车的车体传热系数。两种计算方法得到的车体传热系数相对误差仅为2.5%,在目前无法实现整车车体k值模拟计算的情况下,二维截面法和三维部件法都可以满足工程计算要求。与二维截面法相比,三维部件法建模速度快,更贴近实际车型,能更好地反映车体围护结构的薄弱环节。     

铁路桥梁BIM程序的设计与实现

针对桥梁工程设计的特点,自主开发一款具有二维交互设计,及三维显示功能的铁路桥梁BIM设计程序。阐述了在建筑信息模型(BIM)模式下桥梁程序开发不易完全抛弃二维设计视图及传统设计的理念。着重介绍了该程序的MVC框架、桥梁设计功能,以及在二维、三维显示视口开发中所使用的OPENGL VBO、四叉树空间索引等技术。通过工程项目应用,表明该程序具备BIM铁路桥梁方案设计功能,三维场景直观生动,并且结合二维视图辅助,使用户能够直接、实时地掌握桥梁结构高程、尺寸等数据,更好地帮助决策合理的桥梁方案。     

现代路线CAD系统关键技术研究

综合应用计算机图形学、计算几何及几何造型学、科学计算可视化、人机交互、虚拟现实、计算机动画等理论和技术，针对现代路线CAD系统中的数字地面模型、路线交互设计、路线三维实体造型、路线三维模型简化、真实感图形绘制及路线三维场景的实时动态显示等关键技术进行深人细致的研究。通过深人剖析传统的路线二维平、纵、横设计与三维可视化设计之间的关系，论述二者不是互相取代、此消彼长，而是互为补充、相辅相成的关系，应紧密结合、综合运用。基于这一思想，     

整锚段接触网吊弦长度的三维稳态模型

为了减少吊弦长度计算误差、严格控制导高、改善受流质量,提出一种用于整体吊弦精确计算的三维稳态模型。基于二维精确索单元,将X-Y,X-Z两计算平面耦合,得到三维索单元。基于有限元理论,采用三维索单元离散接触网结构;根据接触网的拓扑结构关系组装刚度矩阵,根据地理信息、测量信息和设计参数等组建边界条件;建立并使用迭代法求解整体的非线性平衡方程;根据求解结果建立接触网三维图形并输出整体吊弦长度。将计算的整体吊弦长度与现场数据对比,中间柱计算误差小于2.0‰,转换柱计算误差小于3.5‰,验证本三维模型和构建方法的有效性。     

谐波对牵引变压器损耗的影响

根据一个牵引变压器的损耗,提出了谐波对绕组电阻的影响.对同心式和饼式线圈的变压器进行了分析.使用二维有限元计算软件"Flux2D"进行了多种仿真,并且将其结果与实际变压器测量值进行对比,提出一个简单的定律,由此可确定2种不同类型变压器电阻随频率的变化规律.     

地铁区间综合管线三维设计方法研究

地铁区间综合管线设计专业接口多,传统的二维设计方式直观性较差、耗时长。通过研究分析地铁区间综合管线三维设计的内容与特点,提出了适用于地铁区间综合管线三维设计需求的基本流程,构建了地铁区间综合管线三维模型快速创建方法。工程实例表明,该方法在一定程度上实现了地铁区间综合管线三维设计流程的标准化、规范化,有效解决了二维设计直观性差的问题,提高了设计质量及效率。     

铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计要素系统研究

为解决在二维矢量图中进行铁路选线设计工作时缺乏立体感、不直观的问题，基于SuperMap iObjects. Net GIS组件，采用组件式开发技术研制了铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计优化系统。围绕该系统的设计思路，详细介绍了系统的架构、数据库、功能及界面设计；围绕系统开发关键技术，分别阐述了三维场景中线路方案显示及参数化交互技术、基于最小影响域的线路平纵断面及三维中心线自动更新方法、系统与CAD动态联动实现原理、基于WebService的三维地形模型高程计算、GIS三维模型快速生成方法。该系统综合运用了BIM与GIS技术，采用航测影像、卫星影像、激光雷达点云等多种数据源对铁路沿线及周边的三维大场景进行构建，通过系统研发的各个功能模块能在构建的三维大场景中开展线路虚拟踏勘、专业调查、二三维联动设计、GIS三维模型快速布设、成果展示汇报等工作。系统的应用可以满足铁路设计人员三维选线设计的基本需求，能够进一步提高铁路选线设计效率。     

基于SketchUp和ArcGIS的三维GIS开发技术研究

三维GIS是目前GIS科学发展的新趋势之一,针对目前二维GIS数据丰富,三维建模耗时长、三维分析功能不足等现状,提出一条利用SketchUp批量处理二维GIS数据,快速实现三维场景建模;利用ArcGIS平台进行二次开发,实现三维场景驱动,从而完成三维GIS开发的技术路线,并设计开发了相应的实验系统,展示了该路线的可行性与实际应用效果.     

浅谈基于BIM的地铁设备区照明正向设计

本文基于地铁典型车站进行了设备区照明正向设计,梳理了BIM三维设计的一般步骤与流程,分析了二维设计和三维设计的优缺点,展望了BIM技术在地铁照明系统中的应用前景。     

基于BIM技术的隧道洞口二三维同步设计方法研究

为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心数据库的隧道洞口二、三维同步设计方法;利用数字地形高程生成网格化地形模型,基于三维线路中线定位动态剖切地形模型生成横、纵断面,参数化驱动洞门设计模板图元,选取与地形适应的洞门类型并确定洞口位置;通过二三维互动的参数化交互方式设计边仰坡开挖及支护参数、明洞回填高度与坡度、端墙式洞门结构参数、洞口截水沟及超前大管棚设计参数;最后,通过这些设计参数同步生成三维BIM模型与二维设计图纸,并统计相关工程数量。利用C#、C++API接口研发了“隧道洞口二三维同步设计系统”。通过在西十、西康高铁项目中应用表明,该方法与系统符合设计习惯,能够实现隧道洞口工程的二维与三维设计与成果输出,在后续项目中具有推广应用价值。     

上海轨道交通异形超深基坑施工过程数值模拟分析

利用FLAC3D有限差分法分析软件,针对上海轨道交通某开挖深度为27 m的异形超深基坑建模计算;计算中考虑土、围护结构、水平支撑体系共同作用,三维计算模拟分层开挖施工工况,并与平面二维计算进行比较;得出了该异形超深基坑的变形计算结果和变形控制要点。此类基坑使用二维计算软件来模拟的计算误差较大,而三维计算能充分考虑基坑的空间效应。该异形超深基坑不同于一般深基坑的变形特性,应充分考虑基坑异型带来的薄弱点,在结构平面的变化点应重点加强。     

基于投影轮廓的轮轨三维接触几何计算研究

为便于研究轮轨接触的几何关系,将轮轨的直线上接触、曲线上接触和轮轮接触3种典型轮轨三维接触几何计算归结为轮轨直线接触平行投影轮廓和轮轨曲线、轮轮接触旋转投影轮廓的二维接触问题.利用轮对的旋转体特性,分别推导出轮对在不同投影下其底部轮廓的计算公式,给出求解步骤以及适合轮轨三维接触计算的二维同步迭代流程.以S1002CN踏面轮对与60 kg·m-1钢轨的三维接触几何关系为例,仿真分析直线、300m半径曲线及轨道轮半径为900mm的滚动试验台的轮轨三维接触几何情况.结果表明:将轮轨接触点相对于轮对底部母线的偏转角作为计算参数,使得基于投影轮廓的轮轨三维接触几何计算方法简单、易用;直线及曲线线路上的轮轨三维接触几何关系相近,当轮对摇头角小于5～10 mrad时还可用轮轨二维几何关系近似;轮对大横移下的接触点偏转角,在一定的摇头角范围内可视为轮对摇头角的线性函数;二维同步迭代能有效实现复杂条件下的轮轨三维接触几何计算;小横移条件下,轮轮三维接触即具有明显的接触点偏转角,仿真时需要修正.     

隧道开挖数值模拟过程中荷载释放率的确定

依据围岩开挖和岩土体力学原理,分析了围岩开挖过程中的三维效应和开挖应力释放等问题。通过AN-SYS软件对围岩级别较低的Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖全过程进行三维有限元数值模拟,分别得出了这两种围岩中某一断面在开挖过程各施工步的荷载释放率。为验证所得围岩开挖荷载释放率是否正确,运用二维有限元模型对Ⅳ、Ⅴ级围岩的开挖过程进行了二维数值模拟计算,计算过程中所需的围岩开挖荷载释放率采用本文计算得出的各数值。通过对二位模型和三维模型计算所得结果的对比分析,证明了所得出的Ⅳ、Ⅴ级围岩中开挖荷载释放率的正确性。