基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用

为解决铁路桥梁下部结构建模过程中，参数化程度低、各专业协同数据传递不畅等问题，对铁路桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用进行研究。本文为铁路桥梁应用较为广泛的桥墩、基础类型提供了参数化建模方法，提出下部结构协同设计功能的实现方式和流程，并从数据、建模、应用三个层面对开发工作展开论述。在数据层面，提出桥梁下部构件数据结构的定义思路，并基于Bentley平台EC框架建立参数化数据与三维模型间的联系，解决了设计信息的传递问题；在建模层面，基于平台图形接口与参数化模板技术，实现不同截面、不同类型实体的创建，提高了参数化建模功能的适用性；在应用层面，对软件界面及主要功能进行详细介绍，通过将三维参数化建模方法与协同设计数据融合，开发了基于协同接口的三维建模与下部结构计算功能，实现了协同数据的高效利用，保证了三维模型的准确性与设计数据的统一性。该参数化建模方法在通苏嘉甬铁路项目信息模型设计中进行了应用，实现了设计成果的三维可视化分析与各专业接口的快速核查。     

基于Civil 3D部件编辑器的铁路BIM部件模型构建研究

为实现铁路线路结构参数化建模,基于Autodesk Civil 3D部件编辑器(SAC,SubassemblyComposer)研究了自定义部件参数化模型的构建流程。利用部件编辑器可视化的设计流程和参数驱动图形交互的方法,针对不同的横断面形式,构建了单线有砟轨道部件、隧道部件和多级边坡部件参数化模型,并将参数化部件与三维地形曲面模型相融合,在三维可视环境下实现设计部件的工程量精确计算。通过SAC创建的部件具有设计参数更改方便、建模迅速、交互性强、形象直观的优点,是铁路BIM应用部件建模一种有效的方法。     

铁路客车车体参数化建模研究

车体的强度计算多采用ANSYS软件，计算功能的强大是该软件的优势，但对于大规模复杂模型来说整个计算过程中建模的时间占了很大一部分，如何提高建模速度是提高整个计算速度的关键，现就这一问题提出一种有效的新方法，即将APDL参数化语言应用到建模的过程中，针对较为复杂的问题编写相应的宏文件进行批处理，将界面操作与APDL操作相结合，以参数化建模处理为主，界面操作为辅，利用这种方法成功建立了一大型机车车辆车体模型并完成了静强度计算，用时只为界面操作的1／2，与传统方法相比大大的提高了建模的速度与精度。     

轨道车辆金属橡胶件参数化建模及仿真分析方法研究

金属橡胶件广泛应用于轨道车辆转向架上。为了缩短金属橡胶件研发周期,提高设计效率,文章提出了基于模型重建与专家分析经验封装的有限元模型参数化建模方法,并基于该方法实现了金属橡胶件分析模型的参数化与仿真分析流程的自动化,同时开发了SRI叠层弹簧刚度计算模块,通过对某一系橡胶弹簧试验结果与模块计算结果的对比,验证了方法的有效性。     

动车组动力转向架驱动齿轮参数化设计

运用VisualBasic对SolidWorks软件进行二次开发,研究动车组动力转向架驱动齿轮的参数化设计方法,并编译成solidworks的插件系统,实现设计流程自动化、建模参数化和二维工程图自动更新,提高设计与分析速度,缩短设计周期.该方法可供其他结构相同、尺寸不同的典型零件参数化设计参考.     

盾构隧道BIM参数化建模软件设计与实现

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决盾构隧道三维建模过程繁琐、建模精度不足、建模效率低的问题，提出参数化建模软件研发方案。通过对盾构隧道设计内容和关键技术进行研究，根据核心业务需求，对软件进行整体架构、关键模块和数据库设计，研发盾构隧道BIM参数化建模软件。对盾构通用楔形管片的几何约束和工程约束进行研究分析，建立设计参数与中间推导参数的数学表达式，实现参数间的联动，实现盾构管片BIM模型的参数化创建。然后建立线路数学模型，通过计算高精度线路坐标，完成盾构管片的三维空间定位排版拼装，实现盾构隧道BIM模型的创建。工程应用表明，该软件结构合理，满足盾构隧道建模实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，大幅提高盾构隧道BIM模型的建模精度和效率。     

基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。     

基于BIM(建筑信息模型)技术的桥墩模块化设计软件

基于BIM(建筑信息模型)技术的桥墩模块化设计软件将桥墩划分为垫石、顶帽、托盘、墩身和墩脚等参数化节段,利用精确数值积分方法,可实现桥墩全参数化、模块式BIM建模及设计检算。该软件提供统一、灵活、简洁、可视化的设计输入及数据组织方式,适用于任意截面形状、截面间多曲线变化的桥墩设计;同时,利用BIM技术整合了桥墩设计、绘图和工程量计算的全过程,不仅提高了计算精度,而且快捷灵活;可纳入全桥模型,为桥墩的施工和运营维护管理提供服务。     

W型弹条参数化建模方法及应用

针对几何形状复杂的W型弹条提出了一种参数化建模方法.根据弹条的正视图与展开图中的几何参数推导出右肢轴线及中肢轴线方程,利用对称性可得到整个弹条的空间三维轴线方程,并确定方程中的10个弹条基本参数.为了简化弹条建模过程,利用MATLAB软件编制弹条空间轴线参数化建模程序TTCSH.通过将TTCSH程序计算的弹条轴线俯视图...     

城市轨道交通站台门参数化三维建模软件开发与应用

随着城市轨道交通飞速发展,站台门得到广泛运用,其设计工作量以及业主对站台门BIM(建筑信息模型)设计需求与日俱增。为了提高设计质量与效率,研究站台门系统结构组成、安装设计工艺与模型特征参数,利用遍历命名技术与基于模型特征化的三维设计技术,开发了站台门参数化三维建模软件。实现了站台门参数化建模和自动装配,提供了可视化模型,并在5 min内响应设计方案,为站台门BIM设计打下基础。     

基于SolidWorks二次开发技术的机车车辆车轴参数化设计

为适应现代技术发展及产品快速更新的要求,研究了SolidWorks操作平台下,利用VC++语言进行二次开发,结合机车车辆车轴自身特点,完成用户界面设计及参数驱动法实现车轴参数化特征建模,生成了一套具有车轴参数库模块的参数化建模插件.结果显示可以加快设计过程,提高设计质量和效率.     

基于BIM技术的接触网三维数字化设计软件研究

为满足铁路接触网设计BIM建模要求，解决当前接触网三维建模速度慢、软件参数化程度低等正向设计过程实施困难的问题，根据接触网专业的建模流程和设计人员的工作内容，提出以数据为依托的参数化建模解决方案。采用Openrail Designer软件进行接触网三维数字化设计软件开发，实现了协同设计平台路桥隧等专业接口资料获取，接触网构件参数化设计管理，支柱布置，腕臂、悬挂自动装配，二三维图纸同步和工程数量清单输出等功能，详细介绍了接触网支柱、腕臂、补偿装置等构件参数化建模的关键技术，专业间数据协同、接触网三维模型的自动创建以及二三维模型绑定等方法，促进了专业间数据的协同交互，提高了BIM模型的创建效率，为接触网BIM正向设计提供有效工具支撑。     

磁悬浮车辆结构动力学建模与仿真

为了准确获得磁悬浮车辆结构的动力学特性,结合上海磁悬浮示范线车辆,对磁悬浮车辆结构建模和仿真方法展开研究。通过分析整体结构受力载荷工况,给出夹层和车体结构的受力公式。采用参数化和子结构建模技术,利用多体系统软件SIMPACK建立磁悬浮车辆首车动力学模型。为简化整个磁悬浮车辆系统多体模型和提高计算效率,将车辆受到的作用力和部分刚体简化为力元或力矩。仿真结果表明,多体动力学建模可以作为磁悬浮车辆结构设计方案优劣的有效评估工具,有益于磁悬浮结构国产化设计和开发。     

城市轨道交通车辆空调三维参数化设计

以Pro/Engineer软件为平台,探讨了城市轨道车辆空调三维参数化设计及装配思路。提出了空调机组零件采用设计变量、用户定义特征库(UDF)、零件族表与骨架模型相结合的三维参数化设计方法,实现了零部件的三维参数化建模;建立了合理的装配概念,实现了零部件的自动装配、优化设计、装配干涉分析及结构分析等,为实现轨道车辆空产品的三维参数化设计提供了先进的设计方法。     

基于Revit的BIM模型参数化建模研究

BIM技术在铁路行业全生命周期的应用是未来的发展趋势。建立完整BIM模型首先要快速、准确地建立各设备BIM模型。对于结构相对固定的实体,建立设备BIM模型可大大减少参数化建模工作量,提高建模准确率与工作效率。以钢结构避雷针塔为研究对象,在分析其结构特点并确定模型精度的基础上,定义钢结构避雷针塔的关键参数,明确几何参数与关键参数的对应关系以及几何参数间的约束关系,并通过Revit二次开发对钢结构避雷针塔进行参数化建模。实践表明,实现BIM模型的参数化建模可减少因模型重建造成的时间浪费,提高建模准确率和工作效率。     

10号车钩IGES参考模型的复制几何建模方法

以某动车组装用的10号车钩为例,介绍了基于Pro/E和Imageware将IGES模型中无参数化特征的复杂零件进行参数化建模并对其进行曲面质量分析和评价的逆向与正向结合的建模与评价技术。     

天兴洲公铁两用长江大桥的失效树分析

为研究天兴洲公铁两用长江大桥设计方案的可靠性,运用Ansys软件建立大桥的有限元模型,在成桥状态基础上,分析、计算和比较活载的荷载工况,依照铁路桥梁钢结构设计规范计算各工况下杆件的应力,从而得到最危险的荷载工况;以最小荷载增量准则为失效分析理论,利用Ansys的APDL参数化设计语言进行后处理,生成大桥前五级失效历程的失效树。分析结果表明:该大桥设计方案可靠性较高;某些关键杆件对桥梁的可靠性尤其重要,加强这些杆件能高效提高设计方案的可靠性;Ansys软件的APDL参数化设计语言对复杂结构的建模和数据处理尤为方便。     

基于BIM技术的铁路围墙/栅栏设计方法

提出一种铁路围墙/栅栏的BIM设计方法,并利用C++语言基于CAA架构对CATIA进行二次开发,以提高建模效率。根据建模手段的不同,该方法将围墙/栅栏划分为标准长度构件和非标准长度构件2类,并分别进行建模。首先确定围墙/栅栏设置的边界并计算边界拐点,然后对边界进行分段处理,分别计算出标准长度构件和非标准长度构件的位置,最后进行模型的实例化或装配操作,完成模型创建。利用该方法创建的铁路围墙/栅栏BIM模型精度高、速度快,已在多个BIM项目中应用验证,效果良好。     

桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件设计

为解决桥梁地段无砟轨道结构设计中有限元建模与计算工作量大、计算模型及结果形式无统一标准、对设计人员专业技能要求较高等问题,开发了桥上双块式无砟轨道智能化建模与计算软件。该软件采用模块化设计,提供集成化人机交互操作界面,能够自动完成有限元建模和计算,生成标准化计算结果;具备数据智能校验功能,可自动完成设计参数检查和计算结果验证。对比测试表明,该软件有限元建模与计算结果准确,数据处理流程连贯,使用操作简单高效,已成功应用于多个高速铁路工程项目的无砟轨道设计,大幅提高了工作效率,降低工程项目设计人力成本。     

铁道车辆螺旋压缩圆弹簧的计算机辅助设计

根据铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的结构特征,在SolidWorks平台下,利用Visual C++语言对弹簧参数化设计进行二次开发,完成了对现有铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的参数建模,并基于现行铁道技术规范,开发出车辆一级刚度单卷弹簧、一级刚度双卷弹簧组和两级刚度双卷弹簧组参数化模块,缩短了铁道车辆弹簧的设计周期,提高了设计质...