电驱动整车动力学仿真软件平台搭建与开发
这是一篇关于动力学仿真,软件二次开发,参数化,人机交互界面,参数匹配,联合仿真的论文, 主要内容为现阶段工业制造是国民经济的重要支撑,仿真软件作为工具于工业制造中起到了辅助设计、完善设计甚至指导设计的重要作用。正所谓“工欲善其事,必先利其器”,目前国内外存在着诸多对仿真软件的二次开发成果,对仿真软件运用和开发的程度对工业制造来说具有重要的意义。本文以实现对动力学仿真过程的参数化为基础,以搭建仿真软件平台为目标做出的创新点和主要工作内容如下:(1)开发了三种车型的以动力性能和制动性能作为输出结果的参数匹配UI界面。首先,介绍了整车架构参数与性能参数之间的匹配计算过程,并附以不同车型下的三种工况的参数计算公式详细说明;然后,基于专业的GUI设计平台Py Qt绘制初步的用户界面;最后,基于Python语言结合计算公式编程实现界面的匹配功能。(2)提出一种对动力学软件Trucksim的参数化方法,开发出相应的人机交互平台界面。首先,阐述了在Trucksim软件中进行仿真分析的具体步骤即定义车型参数变量、试验参数变量和环境参数变量,再到运行分析和试验后处理;然后,整理了Trucksim软件的数据管理模式和COM接口语言,以此为依据确定参数化的方法;最后,基于Python语言编程通过COM接口实现对Trucksim软件中数据的调用,再基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(3)开发了Trucksim与Simulink进行联合仿真的平台界面。首先,介绍从Trucksim中调用Simulink进行联合仿真的方法、步骤以及意义,即在Trucksim中建模并加载Simulink中的控制文件来实现对仿真过程的动态调整;然后,基于Python语言编程通过COM接口实现联合仿真的仿真步骤;最后,基于Py Qt进行GUI平台界面设计。(4)集成上述所有开发的用户界面于一体,形成整车动力学仿真软件平台。首先,提出了一种可以管理多类型多功能多数量的仿真软件的平台搭建方法,然后将上述三个界面集成在平台上,最后分别介绍了每个界面的操作方法,完成了对仿真软件平台的搭建。该软件平台极大的降低了专业软件的操作门槛,大幅减少了计算时间,缩短了产品的开发周期,节约了研发成本。
基于特征模块化的汽车变速箱快速变型方法及实例研究
这是一篇关于汽车变速箱,变型设计,特征模块化,参数化,NX二次开发的论文, 主要内容为企业在进行新产品设计时,往往是参考原有产品结构和参数来设计符合新设计要求的产品。但是,在传统产品设计与建模中修改产品结构和参数就意味着要对产品重新进行设计和计算,以及重新建模。这无疑会耗费企业大量人力、时间,不利于企业产品生产效率的提高。变型设计是在原有产品结构和功能基本不改变的前提下,通过修改参数和配置来获得新产品的设计方法。对产品进行变型设计,能够有效提高产品结构和参数的重用效率,从而提高产品设计效率。因此,为了提高汽车变速箱的设计效率,缩短其产品生产周期,故需对汽车变速箱的变型设计进行研究。目前国内外针对汽车变速箱的变型设计研究还较为欠缺,并且由于其结构复杂、特征繁多,存在变型较为困难,变型通用性、变型稳定性不强等问题。因此,本文为了提高汽车变速箱的设计效率,实现汽车变速箱的快速变型以及提高变型的通用性和稳定性,对汽车变速箱的快速变型方法进行了研究,阐述了一套基于特征模块化的汽车变速箱快速变型方法。主要研究内容如下:(1)对汽车变速箱的特征模块划分进行了研究,提出了一种基于Fast Unfolding算法的汽车变速箱特征模块划分方法,该方法不仅实现了多特征复杂结构的汽车变速箱的模块划分,还提高了其模块划分的效率和精准性。主要研究工作有:(1)对汽车变速箱的特征分解树构建进行了研究,通过特征简化、特征集再构建及特征分解等构建了变速箱的特征分解树,获取了变速箱的具体特征信息;(2)对汽车变速箱特征之间的相关性进行了分析,给出了特征相关性准则且对其进行了量化,为特征相似矩阵表的构建奠定基础;(3)对Fast Unfolding算法应用于变速箱特征模块划分的可行性进行了分析,给出了基于该算法进行汽车变速箱特征聚类的具体实现方法步骤;(4)结合变速箱实例,对该特征模块划分方法进行了实例演示,表明方法的可行性与有效性。(2)对汽车变速箱的参数化变型进行了研究,提出了一种基于特征模块草图的汽车变速箱参数化变型模板分析构建方法。该方法不仅成功实现了汽车变速箱的参数化变型,还提高了汽车变速箱参数化变型模板的分析与构建效率,提高了变型模板的通用性、变型机理的直观性。主要研究工作有:(1)基于特征模块划分结果,分析了每个模块内外特征结构简化后的草图中的参数、约束关系,并对其进行表达,构建了特征模块草图;(2)基于特征模块全参草图,分析了每个模块内外特征的变型参数类型和变型参数函数关联,构建了零件变型参数明细表和参数传递图,为模板的构建奠定基础;(3)基于分析构建出来的特征模块草图及变型参数明细表,对参数化变型模板的具体构建实现进行了探讨,分析了其建模软件技术基础和建模思路,结合变速箱实例进行了模板具体构建实现的方法步骤演示。(3)对汽车变速箱的快速变型系统搭建进行了研究,提出了一种基于变型参数约束的汽车变速箱快速变型系统搭建方法,该方法不仅成功实现了汽车变速箱的快速变型,还增强了汽车变速箱变型时的操作交互性、变型的通用性以及变型的稳定性。主要研究工作有:(1)对汽车变速箱的变型参数变型范围进行了分析,通过分析变型失败产生的原因给出变型参数的约束范围,提高变型的稳定性;(2)基于二次开发方技术对变速箱快速变型系统的搭建进行了研究,探讨了开发方式如何选择、开发环境如何搭建、开发流程步骤为何等具体实现问题,给出了相应的方法步骤;(3)对要搭建的参数化变型系统的算法流程进行了研究,设计了系统的主体算法流程,给出其方法步骤;(4)对二次开发中的API函数进行了研究,阐述了在本次开发中主要用到的API函数,并设计了通过这些函数来实现参数更改的算法流程;(5)结合某汽车变速箱实例,进行了整个方法的实例步骤操作演示,验证了该方法的可行性、有效性,并基于C++语言对该系统进行了具体的编程与调试工作,实现了相应的系统功能。(4)对该汽车变速箱快速变型方法进行了某实例应用研究,结合另一汽车变速箱实例验证了该方法的有效性和可靠性。主要研究工作为:(1)对此变速箱进行了基于Fast Unfolding算法的特征精准模块划分,通过获取变速箱的各个特征,并对其基该算法按照相关性准则来进行聚类,结果表明该方法有效可靠,能够快速获得划分效果较好的模块划分方案,划分效率高,且划分是每个特征与特征之间进行划分,划分精准性高;(2)对此变速箱进行了基于特征模块草图的参数化变型模板的分析构建,通过构建的特征模块草图、参数明细表等方便高效地实现了变型模板的构建,结果表明该方法有效可靠,基于草图提高了模板的分析和构建效率,并且构建的图表还可以作为变型机理存储到系统中,提高模板的通用性;(3)对此变速箱进行了基于变型参数约束的快速变型设计系统搭建,通过变型参数约束与二次开发技术结合,开发了该系统并进行了功能演示,演示结果表明该方法提供了友好的交互操作界面,交互简单易懂,变型稳定性及变型通用性有效提高。
地铁高架桥BIM与施工控制融合技术
这是一篇关于地铁高架桥,BIM,参数化,可视化编程,施工控制的论文, 主要内容为随着社会经济的发展,我国目前各个区域的城市化进程不断推进,人们对生产和生活交通的需求日益增长。地铁作为我国城市轨道交通的主要制式,有效地减轻了城市的交通压力,满足人们日常出行的要求。不仅为人们提供了高效、快捷的出行方式,还对城市用地结构的优化做出了贡献。在地铁工程建设中,隧道区间由于地下管线错综复杂,建设成本高昂,高架区间的优势逐渐凸显,“以桥代路”成为高铁建设的重要手段。但高架区间工程构件繁多,施工控制技术复杂,现代社会对工程质量的要求不断提高,传统的建造方式已经不满足其施工的要求。BIM技术的诞生,实现了建筑行业从2D平面图纸时代到3D信息模型时代的跨越,以其可视化、模拟性、协调性等优势,对建筑工程建设的发展做出了不可估量的贡献。但在地铁工程领域,应用还不广泛,因此,将BIM技术应用于地铁工程显得尤为重要。本文主要对BIM技术在地铁工程中地铁高架桥的应用进行研究,探讨了地铁高架桥构件分类与编码体系的建立;地铁高架桥核心构件参数化族库的建立;地铁高架桥整体BIM信息模型的快速拼装;BIM与施工控制融合技术在地铁高架桥的应用。本文主要以沈阳地铁三号线浑河十五街站~工业大学站为依托,对BIM核心建模软件进行分析对比,选择Revit软件作为本文的核心建模软件。为了满足现代施工管理的可追溯信息化要求,从建模角度出发,采用工程系统结构分解(EBS)和混合分类法对各构件进行分类和编码,创建了能为地铁高架桥全生命周期服务的构件分类与编码体系,赋予各构件唯一对应的数字编码,以便在管理平台通过检索数字编码获得该构件的所有工程信息。本文在基于上述构件分类的基础上对构件进行参数化设计,给出参数化族创建流程并利用Revit软件建立参数化族库。探索性的使用自适应公制常规模型建立了桥梁上部构件及附属设施参数化模型;通过建立类型目录的方式利用2个连续梁标准节段的参数化模型批量生成了24个连续梁节段的构件模型,并创建了核心构件参数化族库,提高模型构件的重复利用率,避免重复建族工作。本文基于上述参数化核心构件库利用Dynamo可视化编程技术创建具有通用性的算法程序和自定义节点,完成了整体模型的快速拼装和构件编码的批量录入,创建了地铁高架桥的整体BIM信息模型,为同类工程整体模型的拼装提供便利。利用Navisworks创建4D-BIM模型进行碰撞检测;利用Animator进行施工模拟;利用Time Liner编制施工进度计划进行进度模拟,将BIM技术与施工控制技术融合,以期在实际施工中及时发现偏差并纠正,节省成本,提高施工效率,指导施工,并为其它工程提供借鉴。该论文有图87幅,表9个,参考文献73篇。
基于.NET的煤矿施工图参数化绘制研究
这是一篇关于煤矿施工图,参数化,AutoCAD,.NET的论文, 主要内容为煤矿施工图是煤矿井下各类井巷工程和硐室施工图的总称,目前煤矿施工图的绘制主要还是基于AutoCAD平台进行人工绘制,绘制工作量大,修改工作量更大,其绘制质量和出图进度直接影响到矿井的建设周期。为了减轻设计人员绘图工作量,提高出图效率,需要对煤矿施工图进行参数化绘制研究。通过对煤矿施工图的绘制过程和方法进行深入地研究,可以得出在煤矿施工图的绘制过程中,其绘制步骤是遵循一定规则的,其设计是按照《采矿工程设计手册》和采矿各种类施工图设计规范中的相关规定进行的,这就具备了将煤矿施工图绘制工作实现程序化的条件,从而可以实现煤矿施工图的参数化自动绘制。本课题基于.NET框架利用Visual Studio2010为开发工具,采用VB.NET为编程语言,针对煤矿施工图参数化绘制这一目标做具体的算法研究和编程实现,开发出“MCP煤矿施工图参数化自动绘制系统”,该系统是在.NET基础上调用AutoCAD ActiveX组件与AutoCAD实现无缝连接,从而操纵和控制AutoCAD,把AutoCAD当成该系统的绘图平台,实现施工图在AutoCAD中的参数化自动绘制。只要把必要的绘图参数输入系统,系统即自动进行计算和绘图,生成所需种类的煤矿施工图,中间过程无需用户交互,自动化程度高。本文从系统分析、功能模块设计、开发框架模型设计、数据库设计、用户界面设计、各施工图模块功能实现及相关代码等方面详细介绍了煤矿施工图参数化绘制实现方法。并以单道起坡二次回转甩车场和双道起坡二次回转甩车场为实例对参数化绘制效果进行验证,绘制结果表明,将所需绘图参数输入完成后执行绘图命令,能够在数秒内自动绘制出上述两种甩车场的施工图。
基于参数化设计的智能CAD开发平台的研究与开发
这是一篇关于CAD,参数化,智能设计,知识推理,知识库的论文, 主要内容为随着CAD 软件的应用不断深化,通用CAD 系统存在的不足逐渐暴露出来,主要体现在以下两个方面:第一,同类产品的设计过程中存在大量重复性工作; 另一方面,缺乏对产品设计过程中决策性工作的支持。 为了解决以上问题,本文研究和开发了基于参数化设计的智能CAD 技术和系统。该系统用于设计特定的产品。它不但具有智能设计能力,还具有自动生成图形的能力。前者能给产品设计过程中的决策工作提供支持; 后者则可以把设计人员从繁重的绘图工作中解脱出来。智能设计功能通过知识库系统实现。知识库系统以“知识库+推理机”架构构建,它应用知识推理技术进行推理,从而实现智能设计。其中,知识库由抽象化的产品设计知识构成,推理机是通过调用知识库中的知识进行推理的机构。图形自动生成功能由专门的图形生成系统实现。该系统采用根据模板生成图形和程序绘图两种生成图形的方法,实现所有设计文档的输出。 为了缩短智能CAD 系统的开发周期,建立了基于参数化设计的智能CAD 开发平台。利用该平台可以快速开发出针对特定产品设计的智能CAD 系统。开发过程分为两步,首先根据用户需求归纳出产品设计知识,并加入到知识库中,然后完成图形生成系统的开发,使得系统能够输出用户要求的结果。通过这种方法,以该开发平台为基础开发出了基于KMCAD2003 的哈空调管束智能CAD 系统——HKTCAD。
山地轻型动力机变速箱齿轮与轴的参数化设计
这是一篇关于变速箱,VB,Pro/E,参数化的论文, 主要内容为西北农林科技大学为了满足山地作业要求在国内率先研制了山地轻型动力机,在设计过程中特别是齿轮与轴设计过程中发现传统设计方法存在诸多局限。开发能实现齿轮与轴CAD设计和3D设计的软件,对提升设计效率、实现系列化设计、修改设计有很强的应用价值,在对山地轻型动力机变速箱齿轮与轴的结构、功能、设计过程的研究分析后,旨在专门针对山地轻型动力机开发一套变速箱齿轮与轴自动设计系统,主要研究内容和结论有:(1)用Pro/E软件对变速箱齿轮与轴进行三维参数化造型,合理建立了零件特征库,尽可能少的建立参数化模型,例如在建立直齿圆柱齿轮时,将齿根圆直径大于基圆直径、齿根圆直径小于基圆直径两种情况整合到一个模型中,实现所有直齿圆柱齿轮的共模衍生,合理设置参数关系式,实现了尽可能少的设置驱动参数,降低了三维造型的工作量,提高了效率。(2)用Visual Basic编写齿轮与轴CAD设计软件,对参数进行程序处理,实现设计参数的自动选取及交互式查询校核,使齿轮与轴的设计计算实现程序化(3)用Visual Basic通过第三方接口软件Automation Gateway开发Pro/E软件的技术来开发齿轮与轴3D设计子系统,即通过Visual Basic编写的软件调用参数化模型,并在软件界面中选取特征并给特征参数赋值来获得所需的三维模型,降低了零件三维造型的工作量,提高了 3D设计效率,对变速箱实现预装配及干涉检验奠定了基础。(4)为了满足超低速作业工况的速度要求,为变速箱加装了两级减速爬行器,即可保持原有速率直接输出,也可经过两级减速输出超低转速。作此努力是为实现变速箱齿轮与轴的CAD设计及3D设计,为实现山地轻型动力机变速箱齿轮与轴的系列化设计、修改设计提供支持,并推动设计制造行业信息化技术的发展与应用,有很强的使用价值。
基于参数化设计的智能CAD开发平台的研究与开发
这是一篇关于CAD,参数化,智能设计,知识推理,知识库的论文, 主要内容为随着CAD 软件的应用不断深化,通用CAD 系统存在的不足逐渐暴露出来,主要体现在以下两个方面:第一,同类产品的设计过程中存在大量重复性工作; 另一方面,缺乏对产品设计过程中决策性工作的支持。 为了解决以上问题,本文研究和开发了基于参数化设计的智能CAD 技术和系统。该系统用于设计特定的产品。它不但具有智能设计能力,还具有自动生成图形的能力。前者能给产品设计过程中的决策工作提供支持; 后者则可以把设计人员从繁重的绘图工作中解脱出来。智能设计功能通过知识库系统实现。知识库系统以“知识库+推理机”架构构建,它应用知识推理技术进行推理,从而实现智能设计。其中,知识库由抽象化的产品设计知识构成,推理机是通过调用知识库中的知识进行推理的机构。图形自动生成功能由专门的图形生成系统实现。该系统采用根据模板生成图形和程序绘图两种生成图形的方法,实现所有设计文档的输出。 为了缩短智能CAD 系统的开发周期,建立了基于参数化设计的智能CAD 开发平台。利用该平台可以快速开发出针对特定产品设计的智能CAD 系统。开发过程分为两步,首先根据用户需求归纳出产品设计知识,并加入到知识库中,然后完成图形生成系统的开发,使得系统能够输出用户要求的结果。通过这种方法,以该开发平台为基础开发出了基于KMCAD2003 的哈空调管束智能CAD 系统——HKTCAD。
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