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列车制动盘CAD/CAE集成设计系统研究
| 论文题名： | 列车制动盘CAD/CAE集成设计系统研究 |
| 关键词： | 列车制动盘;计算机辅助设计;参数化设计;有限元分析;数值仿真 |
| 摘要： | 列车制动盘的性能直接关系到列车的行车安全。随着我国列车高速重载的发展，传统经验设计和手工分析计算难以满足高性能列车制动盘的设计要求。CAD/CAE集成设计是一种新型、广义的CAD设计模式，开展列车制动盘CAD/CAE集成设计系统的研究与应用，能大大提高列车制动盘设计分析的效率和质量。 论文在综合分析列车制动盘结构形式、工作原理、设计要求与设计流程的基础上，对列车制动盘应力场、温度场、热-应力耦合场的分析计算涉及的理论模型进行了归纳和总结，为列车制动盘的设计计算和有限元分析提供了理论依据。 采用IDEF和模块化设计方法对列车制动盘CAD/CAE集成设计系统架构进行了设计，将系统划分为基本制动计算、制动盘参数化设计、制动盘有限元自动分析仿真和CAD/CAE集成接口四大模块，并通过研究开发集成用户界面对四大模块进行集成。文中对系统功能结构和各模块的工作机制进行了深入分析，并设计了制动盘CAD/CAE集成方案，使得制动盘参数化设计和有限元分析能够实现自动对接和集成。 在分析讨论参数化设计方法和技术的基础上，对三维CAD环境下列车制动盘的三维建模和装配建模的步骤进行了归纳和总结，建立了便于实现列车制动盘参数化设计的三维设计流程。在此基础上，采用SolidWorks API为支撑，开发参数化设计软件模块实现了制动盘摩擦环和盘毂的自动三维建模和装配建模。文中对基于SolidWorks API的三维参数化建模和装配建模实现技术进行了深入研究。 针对列车制动盘有限元数值仿真的需要，对列车制动盘的静态应力场、瞬态温度场和热-应力耦合场的有限元分析流程和数值仿真过程进行了分析和优化。并在此基础上，采用基于APDL的ANSYS二次开发的技术，开发列车制动盘有限元自动分析仿真软件模块实现了制动盘静态应力场、瞬态温度场、热-应力耦合场的有限元自动分析仿真。 |
| 作者： | 宋加佳 |
| 专业： | 交通设备与信息工程 |
| 导师： | 杨岳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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