基于智能模板的空间整体结构分析的关键技术与应用研究

摘要

结构在工程中具有广泛的应用,如何正确地设计到实施应用不仅要扎实的专业知识,而且还要涉及到相关软件的应用.如何立足于当前结构设计中的先进的相关技术,使在工程结构设计智能化和模块化,并迅速地应用到实际中去,正是该文所要讨论的内容.该文主要针对结构的设计与分析,并在模板环境下的应用进行一系列的讨论.首先该文在第一章阐述了结构分析中使用智能模板这一个基本概念,围绕智能模板,提出了CAD/CAE/CAM于一体进行空间整体结构分析的原理与方法.在第二章中,介绍了ANSYS二次开发的方法与接口,并运用APDL语言进行ANSYS的二次开发,实现智能模板与APDL之间参数传递,使参数与ANSYS嵌套,对结构进行有限元分析.第三章对Pro/ENGINEER的二次开发接口Pro/Toolkit与工程图Pro/Detail进行了介绍,并对Pro/T00lkit进行参数化结构设计中关于其二次开发应用以及所生成的整体结构如何转换到二维工程图进行了详细的叙述,最终在智能模板环境中得到实现.第四章的内容,将围绕第三章中所生成的部分结构在Pro/ENGINEER环境下进行数控加工,并对加工Pro/NC和后置处理模块Pro/NCPOST进行介绍.第五章主要提出了参数化技术的基本原理和方法,并讨论了其在智能模板环境下的应用.第六章,结合上述方法,提出了智能模板环境下几项关键技术的解决,涉及编程语言与调试平台的介绍及在CAD/CAE中的应用.第七章以一个应用实例——龙门起重机结构智能模板,将前面几章中所介绍的技术融为一体,开发出一套基于智能模板环境下、参数嵌套的CAD/CAE/CAM系统,并在第八章中进行全文的总结与展望以及提出其中的主要成果与不足.该文以智能模板为依托,围绕智能模板提出了CAD/CAE/CAM为工具进行空间整体结构设计分析的原理与方法.运用了ANSYS的二次开发语言APDL对空间整体结构进行参数化建模与有限元分析,并论证其合理性.Pro/ENGINEER的二次开发接口Pro/Toolkit实现了空间整体结构在CAD环境下进行参数化建模,并为CAM环境下进行Pro/NC奠定良好的基础,最终在Pro/Detail中实现二维工程图,为工程的可读性做了良好的铺垫.在智能模板环境下进行龙门起重机结构设计,不但减轻了劳动强度,提高了合理性和通用性,并且对相关结构的设计具有一定的针对性和借鉴价值.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1智能模板研究的背景及意义

1.2基于智能模板的空间整体结构分析方法

1.2.1 CAD/CAE/CAM的技术研究状况和前景

1.2.2智能模板的提出和应用

1.2.3结构空间整体分析的研究状况

1.3本文的主要工作及意义

第2章基于ANSYS与APDL的CAE技术

2.1有限元法及ANSYS

2.2基于APDL的二次开发的方法及接口

2.2.1 APDL开发环境

2.2.2 APDL开发的方法

2.2.3 APDL开发的调用

2.3 CAE层面的智能模板方法

第3章基于Pro/ENGINEER的技术研究

3.1 Pro/ENGINEER的简介和应用

3.1.1 Pro/ENGINEER中模块的Pro/Detail

3.1.2 Pro/ENGINEER中模块的Pro/Toolkit

3.2基于Pro/Detail的工程图和整体结构三维模型之间的联系

3.3 Pro/Toolkit的开发方法

3.3.1 Pro/Toolkit接口

3.3.2 Pro/Toolkit开发环境

3.3.3 Pro/Toolkit开发方法

3.3 CAD层面的智能模板方法

第4章基于 Pro/ENGINEER的CAM技术研究

4.1 Pro/NC及其加工过程

4.2 Pro/ENGINEER环境下NC加工中的几种方法

4.3 Pro/NCPOST及其后置处理的方法

4.4基于智能模板环境下的CAD/CAE/CAM

第5章Pro/E和ANSYS环境下的参数化技术

5.1参数化技术及其分类

5.1.1直接参数化技术

5.1.2非直接参数化技术

5.2参数化技术在智能模板中的应用

5.2.1基于参数化技术进行APDL语言编写

5.2.2基于参数化技术进行Pro/ENGINEER建模及工程图的创建

第6章智能模板环境下的空间整体结构分析的关键技术

6.1智能模板系统集成的语言工具和平台

6.1.1面向对象的程序设计语言C++

6.1.2开发与调试环境VC++6.0的介绍

6.2基于智能模板环境下的编程技术

6.2.1智能模板环境的实现

6.2.2智能模板环境下CAE有限元分析模块的加载

6.2.3智能模板环境下CAD参数化建模模块的加载

6.2.4智能模板环境下实现二维工程图展示

6.2.5智能模板环境下实现CAM虚拟数控加工

6.3 Pro/Toolkit中的C++语言及实现

6.3.1对象与动作

6.3.2对象句柄

6.3.3开发中的Pro/Toolkit的函数原型和函数的返回值

6.3.4编译和连接设置

6.4智能模板环境下的Pro/ENGINEER建模

6.4.1参数的传递与提取

6.4.2参数修改及模型重建

6.5基于VC平台的C++与APDL的嵌套结构

6.5.1提取输入对话框中的参数

6.5.2 C++与APDL相互嵌套及APDL语言的生成

6.5.3关于APDL语言的类型、名称及路径的设置方法

6.5.4对话框界面自动启动ANSYS程序

6.5.5在ANSYS环境下自动加载toolbar按钮

第7章空间整体结构分析与应用

7.1实例应用的描述

7.2智能模板环境下的结构特征和工作参数的参数化实现

7.2.1集装箱轮胎龙门起重机门架结构特征的确定

7.2.2主要参数的确定

7.2.3相关程序的构建与实现

第8章全文总结及展望

8.1全文总结

8.2研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文