学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

气体辅助注塑成型数值模拟后置处理的研究与开发

作　者: 任清海
导　师: 耿铁
学　校: 河南工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 气体辅助注塑成型数值模拟科学计算可视化真实感后置处理
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 33次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

气体辅助注塑成型数值模拟的目的不仅仅要获取数据，而且还要获得对分析结果数据的理解和洞察。基于科学可视化技术的计算结果后置处理可以把海量的计算结果信息转变为直观的图形、图像或动画等显示形式，从而方便技术人员深入理解、分析和洞察，获得模具或产品设计方案的可行性判断，进而优化设计方案。因此后置处理功能越强，就越能发挥数值模拟的作用，这就使得后置处理技术成为推广应用数值模拟的关键。本文在研究科学计算可视化技术、气体辅助注塑成型数值模拟技术的基础上，给出了气体辅助注塑成型数值模拟后置处理的基本思想，然后采用面向对象的软件开发方法，以Visual C++为平台、OpenGL为图形开发工具，研究开发了气体辅助注塑成型数值模拟后置处理交互式真实感可视化系统，实现了系统的3D几何模型重构、网格模型重构、数值模拟计算结果数据的获取等数据准备功能和气辅成型数值模拟计算结果的三维动态显示、彩色云图显示、剖切显示等后处理功能。在本文的研究中，作者提出了“节点邻接单元”算法、类“关键帧”算法、“有效单元”算法等创新算法。这些算法的提出和使用，简化了程序算法，避免了控制体积单元重构和对计算结果数据的二次运算，取得了比较理想的效果。本文的主要研究成果包括：(1)采用面向对象的软件开发方法，以Visual C++为平台、OpenGL为图形开发工具打造气体辅助注塑成型数值模拟后置处理系统的真实感图形显示平台，并设计良好的用户界面，实现友好的人机交互功能。(2)研究STL、3DW等常用图形数据转换格式以及模拟结果数据文件的格式，开发实现了3D几何模型和3D网格模型重构及可视化功能，实现了计算结果数据的提取和转换，完成了后置处理的数据准备。(3)研究后置处理的关键技术和算法，开发实现了气辅成型数值模拟计算结果数据的动态显示、彩色云图显示、剖切显示等后处理功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章绪论  11-19
  1.1 气体辅助注塑成型数值模拟技术简介  11-13
  1.2 科学计算可视化技术  13-16
    1.2.1 科学计算可视化概述  13-14
    1.2.2 科学可视化技术的发展概况  14-15
    1.2.3 科学计算可视化技术在数值模拟中的应用  15-16
  1.3 气体辅助注塑成型数值模拟后置处理的基本思想  16-17
  1.4 课题研究的意义和目的  17
  1.5 课题的研究内容  17-18
  1.6 本章小结  18-19
第二章气体辅助注塑成型及其数值模拟的数学模型  19-30
  2.1 气体辅助注塑成型及其基本原理  19-20
  2.2 气体辅助注塑成型工艺的分类  20-22
  2.3 气体辅助注塑成型数值模拟的数学模型  22-29
    2.3.1 气体辅助注塑成型数学模型的基本思想  22-23
    2.3.2 塑料熔体粘度模型  23
    2.3.3 粘性流体力学的基本方程  23-25
    2.3.4 基于 Hele-shaw 假设的熔体流动的充填分析的数学模型  25-28
    2.3.5 气体辅助注塑成型三维充填分析的数学模型  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章气体辅助注塑成型数值模拟后处理系统的分析及构建  30-51
  3.1 后置处理系统的需求分析及面向对象分析  30-33
    3.1.1 需求分析  30-31
    3.1.2 面向对象分析  31-33
  3.2 气辅成型数值模拟后置处理系统的总体框架设计  33-34
  3.3 交互式真实感图形可视化系统构建  34-50
    3.3.1 OpenGL 实现绘图的基本原理  34-35
    3.3.2 Windows 环境下 OpenGL 绘制环境创建  35-37
    3.3.3 OpenGL 的建模技术  37
    3.3.4 OpenGL 的图形变换  37-39
    3.3.5 OpenGL 的真实世界模拟技术  39-45
    3.3.6 系统的人机交互技术  45-49
    3.3.7 基于 MFC 与 OpenGL 的交互式真实感图形可视化系统实现  49-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章后置处理可视化系统的数据准备  51-62
  4.1 STL 格式 3D 几何模型重构及可视化  51-55
    4.1.1 STL 文件的数据组织格式  51-52
    4.1.2 STL 文件的读取和显示  52-55
  4.2 四面体网格模型重构及可视化  55-59
    4.2.1 四面体网格单元  55-56
    4.2.2 四节点四面体网格模型数据的读取和显示  56-59
  4.3 数值模拟计算结果数据的提取与转换  59-61
    4.3.1 数值模拟计算结果数据的分析及预处理  59-60
    4.3.2 数值模拟计算结果数据的提取与转换  60-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章后置处理可视化系统的功能实现  62-83
  5.1 充填过程动态显示  62-69
    5.1.1 充填过程动态显示的意义  62
    5.1.2 充填过程动态显示的算法思想  62-64
    5.1.3 充填过程动态显示的关键技术研究  64-68
    5.1.4 充填过程动态显示实例  68-69
  5.2 分析结果的三维彩色云图显示  69-74
    5.2.1 三维彩色云图显示的意义  69-70
    5.2.2 三维彩色云图显示的算法思想  70
    5.2.3 三维彩色云图显示的关键技术研究  70-74
    5.2.4 分析结果的三维彩色云图显示实例  74
  5.3 分析结果的剖切显示  74-81
    5.3.1 剖切显示的意义  74-75
    5.3.2 剖切显示的设计思想  75-76
    5.3.3 剖切显示的关键技术研究  76-81
    5.3.4 分析结果的剖切显示实例  81
  5.4 本章小结  81-83
第六章总结与展望  83-85
  6.1 总结  83-84
  6.2 展望  84-85
参考文献  85-90
致谢  90-91
个人简历  91-92

气体辅助注塑成型数值模拟后置处理的研究与开发

内容摘要

全文目录

相似论文