基于ANSYS的活塞环热传导及强度分析系统开发

发布时间：2020-11-02 12:15

　　 活塞环是内燃机的重要部件之一。随着社会发展,人们对活塞环性能提出了更高的要求。由于活塞环性能直接影响到整机的运行状态,国内外学者对活塞环的强度和热传导部分进行了深入研究。CAE技术已经在工业产品设计、研发过程中得到了广泛应用,文中便以此作为工具对活塞环进行有限元分析。为解决ANSYS软件操作界面不友好、分析过程繁琐,提高多种活塞环数值模拟的效率,文中以Java语言为开发平台,通过对ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,制作相应有限元分析系统。该系统将每个活塞环的参数化建模、网格划分、边界条件的施加、模拟计算以及结果显示等过程封装在后台,用户无需进入软件操作界面就可以进行有限元分析。此外,编写的不同种类活塞环的热分析、强度分析命令流模板保存于模板库中,随着活塞环分析类型不同而调用不同模板以达到随调随用的目的。当环种类增加还可以通过扩充模板库而实现活塞环分析种类的扩展。文中首先阐述了活塞环强度、热传导及有限元分析理论,在保证分析结果可靠的基础上,运用APDL参数化设计语言,借助JAVA编程平台,制作了界面友好的活塞环强度与热传导分析系统。最后以某型号发动机活塞环强度分析为例,对比试验数据,验证了分析系统计算结果的可靠性,同时展示了系统友好的界面,简捷的操作,极大的提高了效率。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK403
【部分图文】：

第三章 二次开发关键技术及分析系统的实现两章对活塞环以及 CAE 二次开发进行详细论述，对活塞环工作原究及开发现状有了充分了解，但要制作分析系统，对 CAE 软件进还需将理论运用至实际，本章将重点介绍利用 Java 语言对 ANSYS用到的一些关键技术以及分析系统的实现方式。现二次开发关键技术NSYS 批处理技术NSYS 经典版有两种常见仿真环境可供选择，GUI 界面模式与批处理3.1 所示。GUI 操作用户可进入可视化界面进行建模、分析等操作。是一种区别于 GUI 操作的分析过程，通过批处理执行的有限元分过界面显示而直接后台调用 ANSYS 程序，既可以节约可视化部分升分析速度，更重要的是批处理模式可实现命令流文件的运行避免

图 3.2 ANSYS 批处理环境界面Fig 3.2 ANSYS batch environment interface先介绍批处理模式界面，如图 3.2 所示。进入该模式需要填写 Wtory、Job Name 等信息。待所有选项填充完毕，可通过 Tool-Display Com菜单得到批处理的执行命令。体命令如下：-Ansys 14.0 x64\ANSYS Inc\v140\ANSYS\bin\winx64\ansys140.exe -dir "E:\Workplace\Soft_4\Demo_3" -j "file" -s read -l en-\Workplace\Soft_4\Demo_3\file.dat"-o"E:\Workplace\Soft_4\Demo_3\file―E:\A-Ansys 14.0 x64\ANSYS Inc\v140\ANSYS\bin\winx64\ansys140.示 ansys 启动程序；-p 表示指定 license；-dir 表示工作目录，也就是存放地址；-j 表示文件名，此处为默认值―file‖；-s 表示为 read 模式言环境为英文；-b 表示批处理方式；-i 表示输入命令流文件为 file.dat、文件格式可更改；-o 表示输出文件。想执行这段命令有以下几种方式：其一，启动 cmd 直接复制上述代

图 3.3 批处理生成结果文件Fig 3.3 Batch generated result file表 3.1 ANSYS 结果文件类型及其作用Tab 3.1 ANSYS result file types and effects文件类型 文件名及后缀 作用 文据库文件 Jobname.db 存储输入数据和计算数据 二库备份文件 Jobname.dbb 备份数据库 二日志文件 Jobname.log 记录操作过程 错误文件 Jobname.err 存储出错信息 结果文件 Jobname.rst 存储计算结果 二图片文件 Jobname.jpg 结果云图 文本文件 Jobname.txt 结果数据列表 数据存储文件 Jobname.esav 单元数据存储 二矩阵文件 Jobname.full 刚度矩阵和质量矩阵 二输出文件 Jobname.out 输出文件 结果文件 Jobname.rth 温度场分析结果文件 二参数化设计技术数化设计是将设计要求、设计原则、设计方法和设计结果用灵活可
【参考文献】

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本文编号：2867032