【摘 要】
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液压管路在航空航天等许多领域发挥着至关重要的作用,为保证其高可靠和高效率的工作状态,对其进行振动特性研究是一项必不可少的环节。然而,CAD模型不能直接进行力学分析评估管路结构强度,从CAD到CAE模型的手动建模过程重复率高且效率低下且涉及分析计算中设置繁琐。因此,设计一款集成CAD和CAE部分功能的软件平台,完成CAD到CAE模型的自动建模,进行动力学仿真分析及后处理查看,提高管路结构设计的工作效
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液压管路在航空航天等许多领域发挥着至关重要的作用,为保证其高可靠和高效率的工作状态,对其进行振动特性研究是一项必不可少的环节。然而,CAD模型不能直接进行力学分析评估管路结构强度,从CAD到CAE模型的手动建模过程重复率高且效率低下且涉及分析计算中设置繁琐。因此,设计一款集成CAD和CAE部分功能的软件平台,完成CAD到CAE模型的自动建模,进行动力学仿真分析及后处理查看,提高管路结构设计的工作效率,具有重要的工程应用价值。本文根据软件平台需求和设计目标,进行飞机液压管路CAD/CAE集成开发的总体设计,研究了典型飞机液压管路结构CAD模型信息自动化提取技术和仿真分析自动化的封装以及后处理结果查看,完成了仿真分析软件平台的设计。本文具体的研究内容和工作如下:（1）针对飞机液压管路振动分析CAD/CAE集成开发设计目标完成CAD/CAE集成开发的总体设计。依据飞机液压管路CAD/CAE集成开发需求与设计目标进行了分析,明确了软件平台需要满足的功能要求。根据其功能需求,讨论了飞机液压管路CAD/CAE集成开发的可行性,确立以VB 6.0为开发环境,Automation作为CATIA的二次开发方法,APDL作为ANSYS的二次开发方法。（2）研究了飞机液压管路结构CAD模型到CAE模型的映射数据提取技术。由于CATIA中CAD模型不能直接用于CAE分析,需要对模型进行简化处理,去除不必要的细节,完成CAD到CAE的映射建模。本文采用直管段起末点的方法提取硬管几何信息,采用均分中心线提取软管几何信息,采用相应的数据提取技术获取不同辅助件在草图中的特征点坐标信息,基于坐标映射得到各管路辅助件的全局坐标。（3）研究了基于VB实现仿真分析过程封装及结果查看的集成技术。采用ANSYS的batch技术调用ANSYS,并同时应用获取Windows界面方法,根据窗口句柄将ANSYS的工作界面嵌入软件平台的图形空间中,实现了界面的可视化。使用批处理技术,应用VB编程,调用ANSYS Mechanical模块实现模态分析和随机分析的自动化,调用ANSYS CFX模块实现瞬态分析的自动化。基于VB6.0,对ANSYS的仿真计算和后处理结果查看的功能进行封装,简化了仿真计算的繁琐操作。（4）基于某型号飞机液压管路仿真分析案例验证软件平台的功能。本文选取了某飞机液压管路模型在软件平台完成了仿真案例分析。在软件平台上提取了CATIA模型信息的数据,同时完成了管路结构材料的选择与添加以及各仿真分析必要参数的设置;进行了各仿真分析的计算,以批处理的方式完成各分析模块的计算;最后查看了关心的各分析模块计算结果,评估管路结构的合理性。验证了软件平台进行管路结构CAD模型信息的自动提取和振动仿真的功能。
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