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CAD/FEA无缝集成平台CAFIP的设计与研发

作　者: 胡陈豪
导　师: 高曙明
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: CAD/FEA集成 仿真驱动设计 FEM CAD FEA
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在产品数字化设计与仿真过程中,CAD(Computer Aided Design)活动与FEA(Finite Element Analysis)活动需要紧密关联和互动,因此有效的CAD/FEA集成对于改善产品设计过程,降低设计成本,提高设计质量与效率至关重要。然而,现有基于CAD数据交换的简单CAD/FEA集成方式还远远不能满足实际需要。本文针对产品数字化集成设计与仿真的需要,对CAD/FEA无缝集成框架及其有效实现技术进行研究,主要工作包括以下几个方面：1.根据仿真驱动设计的需要,提出一种以CAD系统为主的CAD/FEA无缝集成框架。该框架由三部分构成：系统支撑模块,包括集成数据管理子系统。核心功能模块,包括FEM快速生成,FEM直接编辑,ANSYS分析和可视化等子系统,和用户交互界面。2.针对CAD/FEA无缝集成需要,提出一种CAD/FEA集成数据模型。该模型以CAD边界数据和FEM数据为基础,扩展原网格拓扑信息,增加边界几何与网格数据关联映射,提供基本的分析属性数据表示与关联,以有效支持CAD/FEA之间的无缝集成。3.设计并集成若干CAD/FEA集成操作,主要包括基于网格重用的变动模型有限元网格快速生成、基于特征或基于CAD操作的交互式FEM直接编辑、基于特征网格重构的多分辨FEM模型快速生成、FEA求解与分析结果可视化等,用于支持相关CAD操作与FEA操作之间的关联互动。4.开发CAD/FEA无缝集成平台CAFIP(CAD/FEA Integration Platform),包括设计与实现系统整体界面,设计与集成各功能子系统,设计与实现系统输入输出接口等。实验结果表明,本文提出的CAD/FEA无缝集成框架及其研发的CAD/FEA无缝集成平台CAFIP能够较好地支持相关CAD与FEA操作的关联互动,允许用户在分析阶段直接对FEM模型进行方便灵活的修改,并通过FEM变动到CAD模型变动的传播保持FEM模型与CAD模型的一致。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
图目录  10-12
第1章 绪论  12-25
  1.1 CAD与FEA技术简介  12-14
  1.2 CAD/FEA集成技术  14-22
    1.2.1 CAD/FEA集成技术现状  14-21
    1.2.2 CAD/FEA集成技术存在的问题  21-22
  1.3 本文的目标与结构  22-23
  1.4 本章小结  23-25
第2章 集成框架总体设计  25-30
  2.1 引言  25
  2.2 集成框架总体结构  25-27
  2.3 集成框架功能子系统  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 集成数据管理子系统  30-39
  3.1 引言  30
  3.2 集成数据概述  30-34
  3.3 集成数据的读取与存储接口  34-37
  3.4 集成数据与各个功能子系统的相互关系  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章 FEM快速生成子系统  39-50
  4.1 引言  39-40
  4.2 基于网格重用的FEM快速生成接口  40-44
    4.2.1 FEM快速重生成的主要功能  40
    4.2.2 FEM快速重生成的关键技术  40-43
    4.2.3 FEM快速重生成界面  43-44
  4.3 多分辨FEM快速生成接口  44-49
    4.3.1 多分辨网格生成的主要功能  44-45
    4.3.2 多分辨网格生成的关键技术  45-48
    4.3.3 多分辨网格控制生成界面  48-49
  4.4 本章小结  49-50
第5章 FEM直接编辑子系统  50-63
  5.1 引言  50-51
  5.2 基于CAD操作的FEM编辑接口  51-56
    5.2.1 基于CAD操作的网格编辑主要功能  51
    5.2.2 基于CAD操作的网格编辑关键技术  51-55
    5.2.3 基于CAD操作的网格编辑界面  55-56
  5.3 基于特征的FEM编辑接口  56-62
    5.3.1 基于特征的FEM编辑主要功能  56-57
    5.3.2 基于特征的FEM编辑关键技术  57-61
    5.3.3 基于特征的FEM编辑界面  61-62
  5.4 本章小结  62-63
第6章 CAFIP与ANSYS系统的集成  63-69
  6.1 引言  63
  6.2 分析属性添加接口  63-66
    6.2.1 设计模型边界条件定义  64-65
    6.2.2 FEM模型边界条件定义  65-66
  6.3 FEM到APDL的转换接口  66-67
  6.4 分析结果可视化接口  67-68
  6.5 本章小结  68-69
第7章 集成系统CAFIP实现与应用实例  69-77
  7.1 CAFIP开发环境  69
  7.2 CAFIP应用实例  69-76
  7.3 本章小结  76-77
第8章 总结和展望  77-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间主要的研究成果  82-83
致谢  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术 > 机器辅助设计（CAD）、辅助制图
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