三维离散元法仿真软件AgriCAE的改进研究

发布时间：2023-03-19 17:19

　　我国是农业大国,但是农业机械化的水平还相对不够高。近年来,在相关政策的支持下,我国农业机械化水平逐渐提高,但是农业机械设计还是短板。我国地形复杂,如何让行走机械适应各式各样的地形条件,车辆地面动力学研究是解决这一问题的方法。计算机仿真在机械设计领域起到了不可替代的作用,所以仿真技术会经常用于车辆地面动力学的研究中。但是目前,市场上的仿真软件大多都是国外的商品软件,国内有关这方面的研究还较少。基于以上的背景,本课题组开发出了仿真软件TDEM。经十多年改进,在TDEM的基础上开发出了仿真软件AgriCAE。虽然AgriCAE软件已经实现了多种机械的仿真计算,但是还存在诸多问题,如:车轮边界建模方式单一,只能使用数据库读取的方式建模;无法仿真带有花纹的弹性车轮;无法仿真不平坦的路面;每次计算需要花费在设置计算参数的时间过多;计算参数查询缺少内容;性能分析功能存在不准确的情况等。本文为了解决上述问题,首先进行需求分析,然后对AgriCAE软件做出了如下改进:研究改进了车轮边界建模方式,增加了简单图元建立车轮边界模型的功能。即使用者的数据库中没有车轮边界模型,也可通过简单图元法建立车轮边界模型。...

【文章页数】：134 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 研究现状及存在问题
    1.3 AgriCAE软件改进需求分析
    1.4 本文主要内容
第2章 车辆地面动力学仿真模块的改进研究
    2.1 前言
    2.2 简单图元法建立车轮边界的改进研究
        2.2.1 建立土槽边界
        2.2.2 建立弹性车轮轮辋边界
        2.2.3 建立刚性轮边界
        2.2.4 建立多个车轮边界
    2.3 弹性车轮轮胎花纹的设计研究
        2.3.1 轮胎花纹类型及基本参数
        2.3.2 轮胎花纹生成步骤及基本公式
        2.3.3 平行花纹的生成
        2.3.4 正V形花纹的生成
        2.3.5 倒V形花纹的生成
        2.3.6 50%交叉形花纹的生成
        2.3.7 100%交叉形花纹的生成
        2.3.8 平行交错花纹的生成
        2.3.9 人字形花纹的生成
    2.4 不平坦路面土壤建模的设计研究
        2.4.1 引言
        2.4.2 不平坦路面土壤建模方法
        2.4.3 不平坦路面土壤建模程序设计
    2.5 本章小结
第3章 计算参数保存和导入功能模块的设计研究
    3.1 引言
    3.2 边界建模参数保存和导入功能
    3.3 离散元法计算参数保存和导入功能
        3.3.1 计算参数保存导入功能总体设计
        3.3.2 颗粒建模计算参数保存和导入
        3.3.3 力学建模计算参数保存和导入
        3.3.4 离散元法计算设置参数的保存和导入
    3.4 本章小结
第4章 性能分析模块的改进研究
    4.1 引言
    4.2 车轮性能分析功能的改进研究
    4.3 流量分析功能的改进研究
    4.4 性能分析导出功能的设计研究
    4.5 计算参数查询的改进研究
        4.5.1 离散元法计算时间添加
        4.5.2 CFD参数MBK/MBD参数查询添加
        4.5.3 计算参数导出功能添加
    4.6 本章小结
第5章 软件测试
    5.1 引言
    5.2 车轮地面系统测试
        5.2.1 简单图元建立车轮边界模型测试
        5.2.2 弹性轮轮胎花纹测试
        5.2.3 不平坦路面建模测试
        5.2.4 车轮性能分析测试
    5.3 计算参数保存、导入和查询功能测试
        5.3.1 DEM计算参数保存、导入、查询功能测试
        5.3.2 STL边界建模参数保存和导入功能测试
    5.4 颗粒性能分析功能测试
        5.4.1 单颗粒性能分析测试
        5.4.2 流量分析功能测试
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录
    附录 A:主框架类成员变量及成员函数说明
    附录 B:AgriCAE软件各个计算参数默认值
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3765644