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基于二维CAD模型的边界离散元法建模方法研究

作　者: 卞小兵
导　师: 付宏
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: CAD模型二次开发离散元法边界建模三维重建 CAD/CAE
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 169次
引　用: 1次
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内容摘要

本文在对现有三维离散元法边界建模方法进行研究分析的基础上,提出了基于边界的二维CAD模型建立其三维离散元法分析模型的方法,即采用自顶向下与自底向上相结合的方法,通过二维投影三视图来获取空间平面、曲面等图元信息,再为边界图元添加运动属性、材质属性与虚实边界属性,从而建立边界的三维离散元法分析模型的方法。在课题组研制的二维离散元法边界建模软件中,添加了基于CAD模型的颗粒入口设置、椭圆弧和样条曲线的提取方法等,进一步完善了二维离散元法边界建模方法。在对AutoCAD软件进行二次开发的基础上,采用面向对象技术,以VC++6.0为开发工具,研制出二维和三维离散元法边界建模软件,还实现了AutoCAD软件与课题组研制的二维和三维离散元法分析软件的集成,从而构建出一种集结构设计与性能分析评价于一体的与散粒物料接触作用的相关机械部件通用数字化设计方法和集成设计分析软件。采用该集成软件由多种边界的二维CAD模型建立了其三维离散元法分析模型,并对颗粒与边界的接触作用进行了仿真分析,建模和仿真分析结果初步验证本文提出的方法及所研制软件的正确性和有效性。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-16
  1.1 问题提出的背景与意义  7-8
  1.2 离散元的基本原理  8-11
    1.2.1 离散元法的基本思想  8-10
    1.2.2 离散元法的基本方程  10-11
  1.3 离散元法边界建模方法及其软件概述  11-13
  1.4 AutoCAD 软件及其二次开发工具  13-15
    1.4.1 AutoCAD 软件介绍  13-14
    1.4.2 二次开发工具Object ARX  14-15
  1.5 本文的主要工作  15-16
第2章基于二维CAD 模型的边界二维离散元法建模方法  16-28
  2.1 引言  16
  2.2 AutoCAD 数据库  16-19
    2.2.1 AutoCAD 数据库概述  16-18
    2.2.2 AutoCAD 数据库对象的ID  18-19
  2.3 边界AutoCAD 模型的分解与几何信息获取  19-22
    2.3.1 AutoCAD 实体模型的分解  19-21
    2.3.2 边界AutoCAD 模型几何信息获取  21-22
  2.4 边界运动属性、材料特性设定和实体合并  22-25
    2.4.1 边界运动属性的设定  22-23
    2.4.2 材料特性的设定  23-24
    2.4.3 实体合并  24-25
  2.5 基于AutoCAD 模型的颗粒入口设置  25-26
  2.6 边界模型数据库的设计  26-27
  2.7 本章小结  27-28
第3章基于二维CAD 模型的边界三维离散元法建模方法  28-68
  3.1 引言  28-30
  3.2 识别坐标系的创建  30-34
    3.2.1 确定坐标系原点  31-34
    3.2.2 验证坐标原点合法性及绘制坐标系  34
    3.2.3 设定识别的长度误差值与角度误差值  34
  3.3 CAD 模型的预处理  34-38
    3.3.1 实体选取与图纸空间ID 划分  34-35
    3.3.2 基本图元合并  35-38
  3.4 基本识别模块的设定及信息获取  38-51
    3.4.1 圆形模块的设定及信息获取  38-40
    3.4.2 空间圆弧模块的设定及信息获取  40-45
    3.4.3 多边形模块的设定及信息获取  45-48
    3.4.4 直线模块的设定及信息提取  48
    3.4.5 椭圆弧模块的设定及信息提取  48-51
    3.4.6 球面模块的设定及信息获取  51
  3.5 三维基本实体对象的设定及信息获取  51-63
    3.5.1 圆形平面设定及信息获取  51-52
    3.5.2 弓形、扇形平面设定及信息获取  52
    3.5.3 圆柱面、圆锥面、圆台面的设定及信息获取  52-53
    3.5.4 多面体的设定及信息获取  53-54
    3.5.5 球面、球冠面和球台面设定及信息获取  54-55
    3.5.6 非完整直圆柱面的设定及信息获取  55
    3.5.7 完整曲柱面、非完整曲柱面设定及信息获取  55-57
    3.5.8 椭球面设定及信息获取  57-63
  3.6 虚边界的建模方法  63-64
  3.7 规律分布实体的求解  64-65
  3.8 边界运动属性和材料特性设定  65-66
    3.8.1 离散元边界运动属性的设定  65-66
    3.8.2 离散元边界材料特性设定  66
  3.9 边界模型数据库的设计  66-67
  3.10 本章小结  67-68
第4章软件开发及实例验证  68-82
  4.1 引言  68-69
  4.2 软件需求分析  69-70
  4.3 软件结构和主要功能  70-73
    4.3.1 软件主要结构模块  70-71
    4.3.2 软件的主要功能  71-73
  4.4 关键技术及其实现方法  73-74
  4.5 软件测试及实例验证  74-81
  4.6 本章小结  81-82
第5章全文总结  82-85
  5.1 全文总结  82-83
  5.2 后续工作展望  83-85
参考文献  85-89
摘要  89-92
ABSTRACT  92-95
致谢  95

基于二维CAD模型的边界离散元法建模方法研究

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