动车组车体快速设计系统研究与优化

对动车组车体快速设计系统的模型参数化、程序设计及实现进行研究.采用基于骨架自顶向下、模块化、参数化及Pro/Program的设计方法创建车体参数化模型,借助Pro/Toolkit二次开发工具及Visual Studio开发环境,完成车体快速设计系统的开发和系统优化.指出系统程序优化的重点主要在于车窗车门部分快速设计的程序实现,并提出基于代码调整和算法结构两个层级的优化策略,代码调整方法通过调用自定义函数的方法来优化车窗车门程序,算法结构方法从程序逻辑结构的角度对车门程序进行了优化.最后对比分析了两种方法的优缺点,确定在动车组车体快速设计系统程序设计过程中采用函数调用的方法更加合适.     

基于力法的动车转向架构架参数化设计

基于结构力学中的力法原理,对动车转向架构架结构几何尺寸进行参数化设计,利用Microsoft Visual C++6.0实现程序化。根据构架设计的原始参数、UIC 615-4—2003标准规定的计算载荷和载荷工况及制造材料的许用应力,确定构架的总体尺寸和不同截面的几何尺寸,分析动车转向架构架在各个载荷工况下的最大名义应力。通过计算应力与许用应力的比较,检查构架结构尺寸的合理性。计算结果表明:在构架结构方案设计过程中,根据UIC 615-4—2003和EN 13749—2005标准的规定,载荷工况1~13的von-Mises应力小于制造材料16Mn的许用应力230 MPa,载荷工况14的von-Mises应力小于制造材料16Mn的屈服极限345 MPa,构架的静强度满足设计的要求,因此,应用参数化设计可以快速有效地确定构架的结构几何尺寸,提高构架的设计效率。     

蜗杆凸轮间歇运动机构参数化设计与动力学仿真

采用基于特征模型的造型方法,利用CATIA中CAA二次开发功能实现了蜗杆凸轮的参数化建模.然后在ADAMS中对蜗杆凸轮间歇运动机构进行动力学仿真,分析了啮合过程中输出轴角速度、角加速度及啮合力的变化特性.     

基于CFD的叶片周向偏移对液力变矩器的性能影响预测

为了提高改型设计效率,对液力变矩器流道模型进行参数化设计,并通过三维流场仿真计算和试验测试进行了可靠性验证。基于参数化模型分别研究了液力变矩器泵轮、涡轮和导轮叶片内外环周向偏移对性能的影响规律,并进一步对比分析了不同设计参数对性能的影响程度。结果表明:导轮叶片内外环周向偏移对失速泵轮转矩系数和失速变矩比均有较大影响;涡轮叶片外环周向偏移对最大效率影响最大;而泵轮和涡轮叶片内环周向偏移对各性能影响相对较小。研究结果为液力变矩器的改型设计提供了理论参考。     

高速列车头型多目标气动优化设计

为提高明线运行的高速列车气动性能,以头车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,对高速列车头型进行了多目标自动优化设计.以某新型高速列车为原型,建立了包含转向架区域的高速列车参数化模型,提取了7个设计变量,分别控制鼻尖高度、端盖开闭机构顶端高度、驾驶室车窗高度、水平最大外轮廓线横向宽度、头型中部辅助控制线凹凸度、转向架区域横向宽度和隔墙倾角,并基于计算流体动力学理论,建立了高速列车空气动力学模型.应用该模型计算作用在列车上的气动力,通过多目标遗传算法自动更新设计变量,实现了高速列车头型的自动优化设计.对优化目标与设计变量的相关性进行分析,结果表明:驾驶室车窗高度和转向架区域横向宽度对头车阻力影响最大,头型鼻尖高度和中部辅助控制线凹凸度对尾车升力影响最大;优化后得到6个Pareto最优头型,与优化前的头型相比,头车阻力最多减小3.15%,尾车升力最多减小17.05%.      

转K7型转向架轮对径向装置抗剪刚度设计

针对转K7型副构架式自导向径向转向架,通过相关结构受力与刚度串并联关系分析,明确了决定其轮对径向装置抗剪刚度的几何和刚度参数,构建了抗剪刚度的数学计算公式.基于车辆系统动力学分析技术,确定了转K7型转向架轮对径向装置所需抗剪刚度为11 MN·m-1.考虑转向架结构实际受限条件,对轮对径向装置各组成件的几何和刚度参数进行匹配设计.首先设计确定出对角斜撑角和连接杆轴向拉压刚度分别为42.和150 MN·m-1,然后使用抗剪刚度数学计算公式导出所需的副构架结构横向刚度应不小于23.6 MN·m-1,进而按该参数要求对副构架结构进行相应设计.考虑部件间接触配合关系,建立了轮对径向装置的高仿真非线性有限元装配体分析模型.计算结果表明:结构横向刚度为24 MN·m-1,达到了轮对径向装置抗剪刚度的设计要求;抗剪刚度为所需设计值11 MN·m-1,验证了抗剪刚度数学计算公式和设计方法的可靠性.     

利用ARX实现裙座的参数化设计

通过对裙座总体结构特点及其视图表示法的分析总结,结合行业标准及有关规定,提出了裙座的参数化设计、绘图方法,并利用VC 6.0和AutoCAD的二次开发工具ObjectARX进行程序的编制,实现了塔设备中的重要部件裙座的设计和参数化绘图,极大的提高了塔设备的设计和绘图效率。这种方法为塔设备CAD提供了一条实用有效的途径。     

橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究

以橡胶轮转向架为研究对象,在分析其特殊的轮轨关系的基础上,建立了半车稳态曲线通过动力学分析模型;以轮轨横向力为优化目标,以轮重减载率和侧偏角为约束条件,确定了一、二系悬挂系数,并对优化值进行了参数稳定性分析;在此基础上,系统地研究了橡胶轮转向架的稳态曲线通过性能。     

高速列车底部结构参数对气动噪声影响规律

为更好地开展高速列车气动降噪设计，建立了高速列车头车第一组转向架区域的6参数模型，采用计算气动声学和拉丁超立方抽样实验所设计的方法，得到了13个参数化模型的远场气动噪声、转向架舱内湍流脉动功率级和声功率级，并分析了底部结构参数对远场和近场气动噪声的影响规律.结果表明：底部结构参数对远场噪声影响范围为75.4～78.9 dB(A)，裙板高度、排障器厚度、转向架舱后缘倒角和舱长度与远场噪声为负相关，舱前缘倒角、排障器前缘夹角与远场噪声为正相关，底部结构参数的变化主要影响中心频带315～1 250 Hz间的噪声能量；排障器厚度和前缘夹角与远场噪声、舱内湍流脉动功率、声功率均为负相关；裙板高度和远场噪声、舱内湍流脉动功率级为负相关，与舱内声功率为正相关.     

造型曲线驱动的客车车身骨架参数化设计方法

提出了一种由造型曲线驱动的客车车身骨架参数化设计方法。采用造型曲线构造了Top-Down顶层骨架,并以此驱动生成车身骨架模型。通过造型曲线离散、离散点参数化、造型曲线拟合、造型曲线替换等过程,解决了非参造型曲线在顶层骨架模型中的外部导入和几何替换问题,实现替换导入不同车型的造型曲线与客车车身骨架的关联设计。     

应用参数化技术开发预应力钢束设计CAD系统

论述了参数设计技术的基本概念,对预应力钢束设计的方法进行了分析研究。在此基础上,建立了钢束纵向及横向设计参数模型,详细探讨了预应力钢束设计ＣＡＤ系统中参数化设计的实现方法。     

基于Pro/E的车体导航式参数化设计系统开发

首先对轨道车辆的车体结构做了简要描述,介绍了车体模块化划分及参数化控制的方法和内容,研究导航式参数化设计系统开发的技术路线并展示了系统运行界面,最后提出系统实施过程中的几点体会,对在企业推广应用该系统具有很好的参考意义.     

基于虚拟装配截割头的截齿和齿座参数化设计

通过对掘进机截齿和齿座的分析,运用VC＋＋、Pro／TOOLKIT和access进行二次开发,获得了基于在截割头虚拟装配体环境的截齿和齿座的参数化设计程序。运用该程序,直观地了解到不同尺寸截齿和齿座的干涉情况,为合理地确定截齿和齿座位置、正确地设计掘进机截割头提供了手段。     

客车空气悬架结构件参数化设计系统研究

将产品级参数化设计方法和实例推理技术运用到客车空气悬架设计中,分析了并构建了空气悬架的产品级参数化模型。在UG平台上,建立了典型客车空气悬架实例库及其参数化模板,通过UG二次开发工具设计界面,在Visual C++环境中结合COM组件与Access 2007数据库技术,开发了客车空气悬架的结构件参数化设计系统。通过实例介绍了参数化设计过程,建立客车空气悬架的参数化模型,结果验证了该参数化设计系统的有效性。     

4WD概念车驱动桥的设计与分析

基于三维数字化CAD/CAE应用平台,运用NX 6.0、Pro/E 5.0和Ansys 11.0软件,通过对主减速器、Torsen差速器等总成的参数化建模和虚拟装配、运动仿真,探讨了4WD概念车驱动桥的设计方法。     

道路交通标志版面辅助设计研究

道路交通标志设计是交通安全设施设计的重要内容之一。为提高道路交通标志的设计质量与效率,减轻设计者的工作负担,本文利用参数化模型方法,描述版面元素的几何参数信息与拓扑结构关系,并以指路标志中＂环形交叉路口标志＂为例,从人机工效学角度智能化完成标志版面设计。最后运用VC＋＋结合ObjectARX技术,在CAD平台上实现基于...     

基于MATLAB及参数化建模的起重机桁架式臂架结构优化设计

针对起重机桁架式臂架结构设计计算,运用MATLAB优化工具箱,分别采用了遗传算法和fmincon优化函数对其结构的目标函数和约束条件进行优化处理,研究了结构的强度、刚度、总体稳定性、局部稳定性等静态特性,并对优化后的结果与优化之前的数值进行对比分析,并通过在ANSYS中利用APDL语言参数化建模直观地观察出两者之间的差别以及这种优化设计的优越性.     

推力矢量喷管参数化数值仿真设计

通过对Gambit和Fluent流体数值仿真软件进行二次开发,对推力矢量喷管进行参数化建模和数值计算;该参数化设计可快速对推力矢量喷管进行数值仿真计算,从而提高方案对比效率.