载货汽车梯形车架参数化平台设计及有限元分析

在汽车的设计过程中,汽车参数的修改一般都会影响车架的整体性能,涉及车架的重新计算校核,增加车架的设计成本及工作量。针对这一问题,以载货汽车梯形车架为研究对象,根据传统车架设计理论,在MATLAB/GUI软件环境下设计出汽车车架参数化平台,作为车架的设计工具。在平台主界面中输入汽车基本参数、车架材料、截面形状等数据,平台将自动对车架结构进行设计与校核。将车架尺寸导入CATIA,完成零件三维模型的建立,利用ANSYS进行静力学分析和模态分析,用来检验平台所设计车架的合理性。

一种大型港口起重机参数化设计平台建设方案

港口起重机具有尺寸大、结构复杂、非标定制化特点,在研制阶段通常存在设计周期长、设计冗余大等问题。为了适应面向未来的数字化技术的发展,以岸边集装箱起重机为例,给出一个参数化设计平台方案。该方案在梳理岸桥的设计内容和流程基础上,对设计过程中用到的相关设计软件进行二次开发,并与人机交互界面实现软件通讯和调用。相比于经验法设计,参数化设计可较大幅度地提高港口起重机的设计效率。

基于接触理论的起重机轴系参数化计算平台

针对传统起重机轴系计算方法不能准确预测考虑弯曲、剪切及挤压接触等因素轴系综合应力的问题,提出一种新的基于接触理论起重机轴系强度计算方法,该方法综合采用结构参数化设计和有限元接触计算法,建立了不同跨度和支撑状态的轴系强度和刚度力学计算模型,并借助有限元软件Ansys等软件开发了一套针对起重机轴系强、刚度和接触应力的参数化计算平台,解决了不同轴系应力计算重复繁琐、设计人员工作量大、效率低等问题,为实际工程设计提供计算方法和设计手段。

海上补给高架索参数化设计平台研究

高架索作为海上横向补给装备中重要的组成部分,其性能指标直接影响海上补给作业的安全。针对目前国内尚没有合适的高架索动力学模型,将高架索作为多柔体系统,建立其多柔体动力学模型,并在此模型的基础上,建立高架索优化设计模型,同时用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)将此优化设计模型进行参数化,建立海上补给高架索参数化设计平台。通过一个海上横向干货补给系统高架索优化设计,结果表明模型和优化设计平台是可以满足设计需要的。

某型掀背门铰链平台化参数研究及优化

文中以某型掀背门铰链作为分析对象,研究铰链平台化参数对铰链侧向刚度和纵向刚度性能的影响,并通过参数组合优化,找出相对较优的布置参数以及结构参数组合,最终确定此类型铰链的平台化参数。优化后的平台化参数减少了后续开发的费用与成本,从而达到降本增效的目的。

新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析

新疆布仑口水电站有压发电隧洞末端钢岔管最大设计水头为750m,钢岔管水头(H)和洞径(D)的乘积(HD)值为2 400m2,属于典型的超高水头钢岔管,初选钢岔管管材的强度高、钢板厚度大,管径较小,从而增大了制作加工的难度。合理体型的钢岔管对发电系统安全运行非常重要,然而影响钢岔管管壁应力的因素较多,为了提高钢岔管的体型优化效率,通过钢岔管参数化设计平台快速建立模型,再导入有限元计算软件中对钢岔管体型进行优化分析,以达到降低制作难度、质量风险及工程投资目的,亦为今后水利工程中的钢岔管优化分析提供了借鉴。

BIM技术在永定河特大桥项目中的参数化应用

永定河特大桥空间扭曲钢塔是大桥设计中的一个重大难点问题之一。通过引入BIM技术三维参数化设计平台,利用其参数化曲面设计功能成功解决了大桥空间扭曲钢塔的设计难题,同时利用"骨架+模板"建模方法有效解决了大桥复杂钢结构的协同设计难题。BIM技术的引入,不仅为大桥设计的顺利完成奠定了坚实的基础,同时也为大桥项目的实施及运维管养提供了精确的数据模型。

参数化设计在室内装饰工程深化设计阶段的应用

针对某剧场室内装饰工程异型饰面方案设计到深化建造的过程,以 Rhino 与 grasshopper 为参数化设计平台,阐明了参数化设计在建筑装饰设计方案比对与遴选中的优势,提出了参数化设计在深化设计中的应用方法,探索了参数化设计信息输出在构件加工与安装阶段的用途,论证了参数化设计在建筑装饰工程中全过程应用的可行性。

基于参数化设计的上海乡村住宅建筑自然采光优化研究

基于乡村振兴政策的背景,我国大力开展乡村住宅的建设转型工作,建筑环境性能已成为人们关注的重点。在环境评价与建筑性能优化模拟的基础上,本研究讨论了在参数化分析平台上实现乡村住宅自然采光自动化优化设计的方法,提出了空间模型建立、数值模拟计算、性能评价打分和自动寻优分析四个流程。构建包含光环境照度和眩光的综合评价指标体系及评分方法。该自然采光优化设计方法探究了面宽进深比、南向窗墙比对乡村住宅自然采光效果的影响,筛选出多变量、多目标优化分析的最优解,反馈指导乡村住宅自然采光设计,为乡村住宅的新型设计提供技术支撑。

涡轮轴低周疲劳寿命可靠性分析及优化设计方法研究

为保障涡轮轴在多种不确定性因素影响下的可靠性和寿命性能,建立了涡轮轴低周疲劳寿命可靠性分析与优化设计方法。搭建了涡轮轴结构分析、可靠性分析和可靠性优化设计的参数化平台,实现了设计参数的不同访问值处结构分析和可靠性分析的自主调用。提出了改进Monte Carlo结合自适应Kriging的算法(A-MCS-AK),通过多点加点和样本池缩减大幅提高了可靠性分析效率。针对极大化涡轮轴低周疲劳寿命均值和极小化涡轮轴低周疲劳寿命失效概率的可靠性优化模型,建立了基于自适应协作代理策略的类序列解耦算法。对选定涡轮轴的分析结果表明,搭建的参数化平台实现了分析数据的自主流动,提出的A-MCS-AK算法较传统的自适应Kriging结合MCS方法计算效率更高,建立的类序列解耦法实现了两种优化模型的高效求解,得到的优化方案显著提高了某型涡轮轴的寿命均值并降低了失效概率。

基于直接计算法的超大型油船整体舱段结构优化

基于有限元法的船体舱段整体结构优化优于分块优化,但由于其实现存在很多困难,目前国内研究较少。提出一种综合有限元法、均匀设计、神经网络等方法和理论的优化方案,对大型油船立体舱段结构优化进行了研究。建立了舱段结构强度评估的参数化有限元平台;构建了用于试验的均匀设计表,设计了171次试验,将之代入有限元平台进行计算,得到了用于神经网络训练的样本对,从而建立了设计变量和目标函数及应力响应的神经网络响应面。按照一般的优化流程,采用离散粒子群算法,对某30万t超大型油船舱段整体结构进行了优化设计。优化结果表明该方案是可行的,合理的,可以大大缩短直接计算消耗的机时。

基于Grasshopper的三维地质快速建模程序开发与应用

地质勘查作为建筑工程过程中不容有失的环节,对于建筑工程的质量、造价等有着极大的影响。随着计算机技术的发展,地勘数据开始呈现出由二维图纸向三维模型转变的趋势,由此也导致了数据处理的软件精度差异,并且由于数据的不互通导致了软件之间的信息壁垒。本文围绕这一问题,基于Grasshopper参数化平台,利用Python作为开发语言对平台进行二次开发,实现了多源地质信息的快速处理,提升了三维地质模型的建模效率,形成了开放的数据格式以便打通相关软件之间的数据壁垒。通过一个工程实例应用,验证了地质建模程序的有效性和实用性,在简化地勘模型搭建方式及完成对地质模型分析的同时,也为后续桩基础工程量的优化等工作打下基础。

涡轮冷却叶片寿命可靠性分析参数化仿真平台

目前,涡轮冷却叶片等复杂结构的多模式寿命可靠性分析中存在各功能模块的集成与管理不成体系、参数化联合调用技术不完善的工程应用问题。针对这些问题,完善了随机不确定性下涡轮冷却叶片多模式寿命可靠性分析的工程化方法,搭建了多模式寿命可靠性分析的参数化、多软件联合仿真平台,为某型号叶片寿命可靠性分析提供合理的工程化方法及高效便捷的自动化实现工具。主要工作包括:一建立了不确定性环境下含孔、肋及空腔复杂结构网格划分和结构有限元仿真的参数化方法,实现了随机变量不同取值下仿真的自动执行,解决了可靠性理论方法应用至复杂工程结构的瓶颈问题;二在经回归处理的概率寿命曲线中考虑温度插值及多失效模式串联系统,拓展了概率寿命曲线的应用范围,使得所建涡轮叶片寿命可靠性模型更符合实际;三提出了可靠性分析数字模拟过程中嵌入包括有限元结构分析和疲劳寿命极限状态面两方面的双层自适应代理模型方法,该自适应策略可在保证寿命可靠性分析精度的基础上提高效率。通过所建平台在某型号叶片上的算例分析及与蒙特卡洛法参考解的对比,验证了所提多模式系统寿命可靠性分析工程化方法的高效和准确性及仿真平台的实用性。