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谱系化动车组转向架CAD/CAE集成分析的研究
| 论文题名： | 谱系化动车组转向架CAD/CAE集成分析的研究 |
| 关键词： | 动车组;转向架;参数化建模;流程自动化;CAD/CAE技术;集成分析 |
| 摘要： | 2012年5月29日，在高速列车科技创新国际论坛中提出了我国的高速列车技术将要在“十二五”期间，逐渐实现“谱系化、智能化、绿色化”这三个目标。为了面向多种多样需求高速列车快速订制的实现，国家提出了搭建高速列车设计制造一体化平台。为解决高速列车谱系化转向架的参数化设计与验证技术问题，本文对动车组转向架谱系化CAD/CAE集成分析进行了研究，搭建了谱系化转向架参数化CAD系统以及流程自动化CAE分析系统。 基于模块化技术、参数化技术及流程化分析技术，在Visual Basic编程环境和CATIA软件平台中利用自动化对象编程(V5 Automation)技术，开发出谱系化动车组转向架参数化建模系统;在Tcl/Tk编程环境和Hypermesh软件平台中利用有限元网格划分技术及流程树技术开发出谱系化转向架CAE分析系统。基于CATIA的参数化建模系统不仅可以有效减少转向架设计中的人为失误，提高设计质量和效率，而且能够提供后续CAE分析系统所需的几何模型。基于Hypermesh的CAE分析系统可以指导分析师的分析过程，将现有产品的分析经验固化在程序中实现标准化、规范化，并且自动完成繁琐的重复操作降低分析的劳动强度，从而减少人为失误并且提高转向架CAE分析的效率和质量。 通过对现有各型CRH动车组转向架结构的分析，参数化建模系统选用达索公司的机械设计软件CATIA V5R20为操作平台，用Visual Basic开发环境进行二次开发。在参数关联关系模板的基础上，建立了具有Windows风格的操作简单、流程清晰的交互式界面，用户只需要输入尺寸就能生成各个部件并自动装配。本文在研究比较了各类API接口的基础上，应用Automation的方式开发了参数化建模系统。在CAE分析系统中，根据转向架的结构特点，总结出了转向架网格划分及强度分析的流程，通过Tcl/Tk、Altair Process Manager、Process Studio以及Hypermesh的内置功能函数，开发出了自动化分析流程树。 为了说明系统的功能，在最后以参数化CAD系统创建某CRH2型车转向架的几何模型，并通过将模型导入流程自动化CAE分析系统进行前处理，按照UIC615-4和EN13749标准确定加载工况，能快速获得该几何模型的有限元模型，校验该模型的静强度、模态和疲劳强度。有限元模型还可以用于其他CAE分析。 |
| 作者： | 谢宇迪 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 金新灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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