铁路货车CAD系统结构模型生成及后处理软件的研制

本文开发了一个用于铁路货车 CAD 系统中结构模型生成的专用程序和后处理器,并使前处理器的一部分工作可在图形状态下完成.     

TKCAD程序系统的总体设计,大部件图绘制及工程图库管理

TKCAD是在微机上开发的一个铁道客车CAD程序系统。本文探讨了其总体设计思想,研制了大部件图、明细表及技术档案的生成程序,并用Turbo Pascal语言编制了一个图库管理程序CADLIB。     

基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制

为了降低车体的弹性振动,将车体考虑为两端自由等截面欧拉梁,建立了铁道客车刚柔耦合系统垂向动力学模型,通过幅频特性分析计算了系统各部件固有模态以及车体模态损耗因子对车体弹性振动的影响。对车体表面局部进行约束阻尼处理,通过合理假设推导了含有约束阻尼层的车体模态损耗因子的计算公式。数值分析结果表明:车体一阶弯曲自振频率接近人体振动敏感区域,为减小车体弹性振动,必须首先降低一阶弯曲振动。良好的乘坐舒适性可以通过增加车体结构的损耗因子来实现,车体局部贴附约束阻尼层可以增加车体结构阻尼。为了使车体结构获得最大的损耗因子,阻尼材料应该贴附在弯曲变形最大的位置,并且约束层和粘弹性层贴附长度和厚度有一个最佳值。只要选择合适的阻尼材料,就能获得很好的减振效果,从而达到提高高速客车乘坐舒适性的目的。     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

铰接式轻轨客车车体结构强度的精细分析

为设计满足EN12663-2010标准性能要求的铰接式轻轨客车车体,提出了车体结构静强度精细分析方法和车体焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测方法.以某出口铰接式轻轨客车铝合金车体为研究对象,首先建立了铰接车体整体结构的一级薄壳单元有限元模型;并在车体一级有限元模型分析的基础上,采用子模型技术与非线性接触技术相结合的方法构建了车体铰接模块的二级有限元模型,经接触非线性数值试验,优选出合理的铰接模块设计方案.采用美国ASME-2007标准的主S-N曲线法,对铰接车体焊缝进行了应力集中分析与疲劳寿命预测,识别出了焊接接头疲劳寿命的薄弱部位.借助焊缝结构应力的分析,提出的改进方案焊缝寿命比原始方案提高了2.49倍.     

考虑屈曲响应的碳钢客车车体底架结构的拓扑优化

利用子结构和拓扑优化相结合的技术,研究碳钢客车车体底架结构的稳定性问题.首先,在1280kN车钩压缩载荷作用下,对某碳钢车车体结构进行线性屈曲分析,指出底架薄板部位因纵向刚度不足导致其屈曲因子偏低;然后,开展整车级底架失稳区域的典型结构的基于屈曲响应的拓扑优化,分别将碳钢车车体底架侧门和端部区域的典型结构定义为非子结构,其它车体单元定义为超单元,它们的边界结点定义为出口结点;接着,依据两典型结构的拓扑优化结果,确定优化设计方案;最后,经整车级结构的稳定性分析,优化结构的屈曲因子分别提高了0.67和0.95.这种考虑屈曲响应的、借助子结构方法的整车级高效的底架拓扑优化技术可推广到车体其它部位的优化设计中.     

基于动车组车体结构改进的低阶模态分析

车体前三阶模态特别是一阶垂向弯曲模态是车体设计中需要控制的一个重要参数.车体结构的改进设计,必然会使引起车体的振动模态数改变.因此分析出车体各大部件的结构变化对于车体低阶模态的影响因素及其规律,为车体创新性设计提供了一个可参考的设计原则.     

铁路轨道空间有限元前处理系统的研究

对于象铁路轨道这样的复杂三维结构，在进行力学分析时，数据文件的准备工作既复杂又容易出错，本文依据铁路轨道的特点，将钢轨离散为梁单元，轨枕离散为梁单元，而垫板模拟为弹簧单元，对道床和路基则采用空间超单元变换法，离散为块体单元，同时形成约束信息，荷载及材料参数均采用交互输入，依据上述算法开发了程序TPRE，得出可以直接用以空间有限元分析程序需要的数据文件。     

铁路客车设计参数的交互系统

分析了ＡＵＴＯＬＩＳＰ有关数据交互的方法及其用于铁路客车参数交互中所遇到的问题，运用关系的数据库的基本原理和模块化设计思想，阐述了铁路客车设计参数交互系统的数据库与专家经验知识数据库的建立方法及如何利用ＡＵＴＯＣＡＤ和ＡＵＴＯＬＩＳＰ的功能，实现成百上千个数据的快速交互设计，肉而为开发铁路客车参数化设计系统解决了一个技术问题。     

高速旅客列车车体承载结构形式及材质初探

对我国高速旅客列车车体承载结构所用材质和结构形式进行了分析比较，认为铝合金是其车体结构的首选材料，同时还提出了我国研制高速列车客车车体需要解决的一些技术难题。     

钢桁梁桥集成化CAD系统开发研究

在研究集成化ＣＡＤ系统和钢桁梁桥结构特点的基础上,运用面对象的设计方法,与编程技术,完成了钢桁梁桥ＣＡＤ系统结构对角模型及其数据结构,讨论了了工程数据 和图形核心系统,开发了钢桁梁桥自动制图模块,对工程ＣＡＤ技术在格梁工程中的发展和应用作了有益的探讨。     

面向重用的CAD系统设计模式研究与应用

从机械CAD/CAE系统设计开发的可重用性出发,分析了系统的基本逻辑功能,给出了CAD/CAE系统设计框架和零件模型的构建模式.以冲模CAD系统为例,针对全局唯一产品对象模型的实例化、子系统体系结构建立等问题,探讨了面向设计模式重用的CAD系统开发方法.     

舰船CAD/CAM系统船体结构数据接口技术研究

CAD/CAM系统数据接口技术是舰船行业需要解决的一项关键技术,文中讨论了舰船CAD/CAM数据接口的解决方案,确定以中性文件作为数据接口的解决途径,并对中性文件进行了分析和论述.使用软件开发技术.设计和开发出了舰船CAD/CAM系统船体结构数据接口软件,进行了软件测试,测试结果满足工程实用.     

工程设计问题的智能模型

本文通过对工程设计间题特性以及工程设计思维特点的论述,提出了一种适合于实 现智能CAD系统的工程设计智能模型。这种模型用规划方法将整个设计间题分解成 由各种设计对象组成的类等级层次结构,能方便地将人类(专家)的设计知识和经验 融入到CAD系统之中.      

铁道货车冲压件计算机辅助工艺文件设计系统（QCCYCAPP）的开发研究

本文综述了开发铁道货车冲压件计算机辅助工艺规程设计系统的理论和方法,讨论了建立冲压零件编码系统零件分类和系统程序设计的方法和技术.在此基础上建立了检索式铁道货车冲压件 CAPP 系统(QCCYCAPP).该系统综合运用了 CAPP、CAD、DBF 技术,将零件的工艺分析、工艺规程设计和工艺卡片图表编制等工作有机地溶为一体,可提高工艺文件编制的质量和效率,促进工艺工作的标准化和规范化,研制的软件系统具有功能全面,实用性强,操作灵活方便,易于学习掌握等特点.     

基于有限差分技术的隧道信息化集成设计系统

立足我国公路、铁路及城市轨道交通工程隧道设计现状,以信息化集成系统为平台,结合隧道工程类比设计数据库和有限差分数值仿真技术,完成了隧道信息化集成设计系统．该系统通过将工程类比设计参数数据化形成设计数据库,根据隧道地质勘察提供的地形、地质参数输出初步设计方案,然后经过计算机有限差分数值仿真技术的计算验证和比选,最后自动输出隧道结构的内力结果和围岩应力及位移云图,并且自动绘制隧道设计CAD图纸．隧道信息化集成设计系统提高了工程设计质量和设计效率,使其标准化、规范化,将给设计企业带来更大的便利和经济效益．     

基于对象的机械CAD知识表达模型

分析了传统机械ＣＡＤ系统由于采用将数据和对数据的操作分离的知识表达方式而无法完整地表达设计对象的完整性的缺点，采用面向对象的知识表达方式将机械ＣＡＤ中涉及的知识封装在类结构中，充分利用类的继承、重载和扩充性，建立了机械ＣＡＤ的知识表示模型。     

液压滑套式动力头用多轴箱特点及共CAD系统

本文对自行开发的多轴箱从结构特点上作了介绍,并对其配套的CAD系统的组成,功能及其中四轴设计单元的一带三算法作了介绍。     

工程智能CAD系统中的S_EL语言

通过对Ｓ－ＣＡＤ系统中的Ｓ－ＥＬ语言的研究背景、设计原理和实现方法的介绍、描述了较为完整的工程语文知识表达模型,并用实例说明了Ｓ＿ＥＬ语文遥应用。该语言包括数据类型,表达式,语法 述等内容,用于表达工程规范和工程专家经验知识,是工程智能ＣＡＤ系统的重要组成部分。     

形式化方法在CAD软件开发中的应用

针对设计问题的特点,将以数学为基础的形式化方法应用于CAD软件开发中,分层次形式化表达CAD系统。可以沟通用户、系统分析员、程序员以及测试工程师之间对系统的理解,达成共识。尽可能在初期发现系统的问题。为CAD软件开发者提供了排除错误、保证可靠性的有效途径。同时为软件模块的重复利用提供了可能性。