摘要：为了提取薄壁类B-rep实体模型的中值面,提出一种基于线框映射的中值面提取方法.首先搜索模型中的面匹配对,构建面对之间的边界线框拓扑图,并利用中间线算法生成置信三维边界回路.然后选择面对中一张面做等距操作,利用三维边界线验证等距面结果,如果边界线能匹配到等距面中任意一边,则将该等距面作为中值面输出;否则利用N边面生成算法插值成中值面.最后将所有中值面缝合成壳模型,如果原始面对是邻接关系而中值面之间不共享边,则自动延伸中值面到对应中值面,使其保留邻接关系.实验结果表明,利用该方法可以快速、鲁棒地生成实际复杂模型的中值面,为后续有限元分析提供良好网格划分基础.

摘要：提出一种有效的三维约束Delaunay三角剖分的边界恢复算法,该算法综合了***算法和***算法的优点,通过将约束边和约束面加以恢复,保持了实体边界的完整性,解决了经典Delaunay算法不能剖分凹域的问题,从而实现了复杂三维实体的网格剖分。提出了一种简易而有效的消除薄元方法——薄元分解法,彻底解决了三维Delaunay三角剖分过程中所产生的薄元问题。实践证明,本文提出的边界恢复算法和薄元消除算法健壮有效,生成网格的质量高,并且易于实现。

摘要：电磁阀、继电器等机电装置的动态性能快速仿真对研发设计非常重要.改进未磁饱和的直动式机电运动装置的磁路模型,并联合机构运动方程实现机电运动装置的快速仿真.与基于理想磁阻假设的常规磁路模型不同,改进磁路模型采用机构运动位移的3次多项式表示非饱和总磁阻,并通过上、下运动极限处静态磁力和电感仿真值标定多项式的4个待定系数,可更加准确地预测磁吸力和电感随运动位移变化.进一步联合改进的磁路方程与机构运动方程,得到改进的磁路-运动耦合模型,在Simulink系统中实现某电磁制动器和电磁阀的快速秒级仿真,可在保证计算精度的同时,大幅减少有限元仿真所需时间.

摘要：通过对螺纹连接结构承载分布问题的理论分析与数值模拟,探索影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素.首先对螺纹副轴向承载分布进行理论分析,提出依据螺纹副截面上单位长度荷载F与螺纹牙相对变形u的关系曲线确定轴向力分布的解析方法.理论分析表明,当F-u关系曲线呈屈服形状时,螺纹副轴向承载力分布更加均匀.其次,对施必牢螺纹副进行分析,发现其F-u关系曲线呈现出屈服特征;从牙型设计、材料塑性和螺纹错动三方面进行分析,阐明施必牢螺纹副承载分布均匀性好的力学机制;最后,详细分析了螺纹副径向尺寸系数、摩擦因数和材料特性等因素对螺纹上轴向力分布的影响规律.

摘要：对于具有特定材料属性的周期性复合材料设计,提出了一种参数化的形状优化方法。对于带有周期性结构的两相材料,给定细观单胞结构的基本构型,通过参数化的实体造型技术,结合均匀化方法,实现了通用的材料单胞形状参数化设计方法,以获取指定材料性能。在参数化结构形状优化设计CAD/CAE集成平台POSHAPE上完成程序实现。文中算例给出了两相蜂窝型骨架复合材料和空心复合材料周期性单胞的零泊松比和指定参数性质的形状优化设计过程,并验证了本文方法的有效性。

摘要：CPC工艺链被广泛用于汽车生产线的车身装配输送过程,运行过程中受到车组吊具重力、上坡阻力、摩擦阻力等综合因素的影响。为了缩短设计周期,验证设计的安全可靠性,该文首次将多体动力学仿真分析应用于CPC工艺链系统的设计,采用脚本语言建模的方法,自动完成了CPC工艺链整体系统的链条、导轨、车组吊具、驱动和张紧等装置之间的装配约束和载荷边界条件设定。在考虑构件间真实接触、摩擦等相互作用条件下,对某汽车装配线CPC工艺链系统进行了动力学仿真分析,求得了系统整体运行时所需驱动力大小、链条链节间相互作用力等动力学分析结果,并对CPC工艺链系统运行的平顺性和可靠性进行验证,建立了完整的CPC工艺链系统的数值仿真分析方法体系。该分析过程和方法对CPC工艺链及其他相似系统的整体设计具有重要的指导意义。

摘要：在弹簧类网格变形方法中,点球弹簧修匀法存在收敛较慢的问题.提出一种利用背景网格进行加速收敛的方法.首先在粗化的背景网格上进行变形,然后将粗网格节点的变形结果和细网格边界上的运动节点一起作为初始扰动对细网格进行变形,变形方法采用点球弹簧修匀法.算例表明,该方法在求解二维或三维问题时,与点球弹簧修匀法相比,满足收敛条件的迭代步数减少了72%~88%,单步耗时减少了38%~78%.

摘要：针对密度非均匀四面体网格,提出一种改进的三维ODT(optimal Delaunay triangulation)网格光顺算法,提高了ODT的适应性.在四面体网格中,以每一内部节点为核心节点,创建由与该节点相连接的四面体单元构成的星形结构;根据网格尺寸场把其星形结构转换到以核心点为中心的归一化空间内,然后在归一化空间内应用经典ODT光顺算法对核心点位置进行优化;通过中值重心坐标将核心点转换回物理空间;这样,通过逐一优化内部节点的空间位置达到优化四面体网格整体质量的目的.算例表明,该算法有效、健壮;对于密度非均匀的四面体网格,其光顺效果比经典的ODT算法更好.

摘要：螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷。当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征。为揭示预紧力作用下结构参数对此非线性刚度的影响,基于弹性薄壳理论和Couchaux改进梁理论构造了法兰盘与柱壳的变形协调机制,建立此连接结构的理论模型。经与有限元模型对比,此理论模型能正确预测螺栓法兰连接结构分离阶段初始刚度及表征分离阶段的刚度非线性变化。在此模型基础上,进一步研究了螺栓预紧力、装配位置、法兰盘厚度等参数对螺栓法兰连接结构分离条件、分离行为及分离阶段非线性刚度的影响,获得了分离临界载荷随设计参数的变化趋势。

摘要：针对广泛地应用在航空航天箭体结构中的螺栓法兰连接结构的动力学响应特征会显著受到螺栓预紧力大小影响的问题,在螺栓法兰连接结构不同工况下螺栓预紧力出现差异时,研究箭体连接结构的静动力学响应特征。通过对特定的筒壳螺栓法兰连接结构,基于有限元分析和敲击试验来提出一套考虑螺栓预紧力差异的箭体连接结构动力学响应分析方法。并由此研究螺栓松动时的响应特征,基于互补集合经验模态分解算法设计一种新的螺栓松动探测流程,可以量化螺栓发生松动时连接结构的中高频段频响幅值升高的特征,能无损快速地识别松动工况的发生。