基于KBE和HyperWorks的车架CAE前处理流程自动化研究

发布时间：2017-07-13 15:18

  本文关键词：基于KBE和HyperWorks的车架CAE前处理流程自动化研究

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【摘要】：汽车行业的竞争越来越激烈,如何缩短产品开发周期,提高产品设计质量,快速推出新产品以响应市场,成为企业亟需解决的重要问题。新产品的开发是一个非常复杂的过程,其中涉及到大量的工程设计知识。随着有限元理论和算法日趋成熟以及计算机软硬件技术的发展,CAE软件的应用可以帮助企业缩短产品研发周期,已经成为汽车产品设计阶段不可或缺的技术手段。然而在利用CAE软件进行有限元前处理的过程中,操作复杂、效率较低、过分依赖工程师经验等问题阻碍了CAE技术的进一步发展。HyperWorks是一款大型通用的CAE软件,并拥有强大的二次开发功能,能够将企业的标准分析流程固化于程序中,并实现部分操作的自动化,但是依然存在扩展能力有限、无法及时更新等问题。本文将知识工程理论(Knowledge Based Engineering, KBE)引入到CAE分析流程中,探索了KBE技术在CAE领域中的应用,结合HyperWorks二次开发功能,开发出一套前处理流程自动化系统,能够较好地解决上述的问题。KBE的关键技术是知识获取、知识表示以及知识管理和运用,本文以SQLServer2000为开发环境,建立起CAE专用的知识库,实现对前处理流程关键数据和知识的储存、管理及调用。详细介绍了HyperWorks软件的二次开发环境以及进行流程自动化平台开发的流程,通过对前处理流程的分析,建立前处理流程自动化平台,并通过建立知识库与平台之间的连接,使流程自动化平台实现对关键数据的调用。本文分别基于KBE和HyperWorks建立了CAE专用的知识库和前处理流程自动化平台,应用于某车架的有限元建模、模态和静态分析以及结构优化过程。通过与传统方法进行对比,证明了该方法能够有效地简化操作步骤、减少人工参与,从而大幅度提高分析效率,帮助企业缩短产品开发周期,有利于企业知识的传承与发展,具有一定的参考价值。
【关键词】：知识工程 HyperWorks 二次开发 流程自动化 Tcl/Tk
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.32
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 研究背景与意义16-18
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势18-21
• 1.2.1 CAE流程自动化技术18-20
• 1.2.2 KBE技术20-21
• 1.3 本文研究内容21-23
• 第二章 基于KBE技术的CAE知识库开发23-29
• 2.1 知识与知识工程23-24
• 2.1.1 知识的分类23
• 2.1.2 KBE的定义23-24
• 2.1.3 KBE技术与CAE的结合24
• 2.2 KBE关键技术24-26
• 2.2.1 知识获取24-25
• 2.2.2 知识表示25-26
• 2.2.3 知识管理与运用26
• 2.3 车架CAE专用知识库的开发26-28
• 2.3.1 知识库结构26-27
• 2.3.2 创建数据表与索引27-28
• 2.3.3 数据库访问28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 基于HyperWorks的流程自动化平台开发基础29-35
• 3.1 概述29
• 3.2 语言工具29-32
• 3.2.1 Tcl/Tk语言29-31
• 3.2.2 HyperWorks内置的功能函数和工具包31-32
• 3.3 流程编辑工具32-33
• 3.4 命令流文件33-34
• 3.5 访问CAE知识库34
• 3.6 小结34-35
• 第四章 车架前处理流程自动化平台的创建与应用35-51
• 4.1 流程自动化平台概述35-37
• 4.1.1 有限元分析基本流程35-36
• 4.1.2 流程自动化平台的结构与功能36-37
• 4.2 平台开发流程37-38
• 4.3 通用前处理模块的设计与应用38-50
• 4.3.1 模型导入模块39
• 4.3.2 部件管理模块39-40
• 4.3.3 几何清理模块40-42
• 4.3.4 中面抽取模块42-44
• 4.3.5 材料属性模块44-45
• 4.3.6 网格划分模块45-49
• 4.3.7 建模效果对比49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 车架模态和静态分析实例51-64
• 5.1 模态分析51-53
• 5.1.1 模态分析理论基础51-52
• 5.1.2 模态分析模块设计与计算52-53
• 5.2 模态试验验证53-56
• 5.3 静态分析56-63
• 5.3.1 静态分析理论基础57
• 5.3.2 悬架模拟与静态分析模块的设计57-59
• 5.3.3 载荷与约束施加59-61
• 5.3.4 静力计算及强度校核61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 车架结构优化64-71
• 6.1 优化设计概述64-66
• 6.1.1 优化设计理论基础64-65
• 6.1.2 灵敏度分析65-66
• 6.2 尺寸优化流程及其模块设计66-67
• 6.3 车架灵敏度分析及尺寸优化67-70
• 6.4 本章小结70-71
• 第七章 总结与展望71-72
• 7.1 全文总结71
• 7.2 工作展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况76

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本文编号：537421