2 系统关键实现技术
2.1 参数化建模技术
参数化建模技术是一种抽取模型中的相关特征信息并提供模型生成、信息读取与编辑的一整套技术。通过将模型中的定量信息变量化,使之成为可调整参数。用户通过对变量化参数赋予不同数值,就可建立具有独立特征的工程模型。要实现参数化建模,参数化模型的建立是关键。本系统所确立的参数化模型主要包括三个方面的内容:几何约束信息、拓扑约束信息、工程约束信息。几何约束是指描述模型组成元素的几何位置的相关信息,在本系统里主要表现为
节点位置信息。拓扑约束信息,是指描述模型组成元素之间的几何拓扑关系,在本系统里主要表现为单元相关信息。工程约束信息是指与具体工程应用相关的信息,如
截面类型与规格、材料、约束、外
荷载等信息。系统参数化建模过程如图2所示。
参数化建模过程主要包含两个阶段:一是系统所支持的标准模型生成阶段,二是满足特定工程应用的个性化模型生成阶段。基于系统所提供的参数化建模支持库,设计者只需在集成的软件环境下,录入建模及模型编辑相关特征信息,系统即可自动生成与维护模型信息。图3为鱼腹形
平面翼架参数化建模实例。
图3 典型模型参数化建模实例
2.2 有限元分析技术
有限元分析技术是随着计算机技术的发展而逐渐兴起的一种数值分析方法。一般说来,任何复杂结构的模型有限元求解都有如下几个步骤:(1)结构体系
离散化。(2)选择恰当的位移模式或
应力模式,建立单元的
刚度矩阵或柔度矩阵。(3)装配总刚度矩阵或柔度矩阵。(4)求解大型线性方程组。(5)计算各单元的应力和位移。(6)结果保存。线性结构有限元分析求解模型如图4所示。
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