外文翻译--起重机的三维数字化设计结构的基础上混合软件体系结构 中文版

起重机的三维数字化设计结构的基础上混合软件体系结构wangchonghua'lihua1 2（l.机械工程上海海事大学上海2001.3.5.中国，电子邮件：chonghua.wanggmail.com；2，伍斯特理工学院，伍斯特01609，MA，USA）摘要：起重机的三维数字化设计？基于客户机/服务器和浏览器/服务器体系结构的介绍。基于专业/工程师平台？三维参数化模型的是允许的结构可行的配置生成的客户端/服务器框架。利用Visual C+开发由Pro/E和ANSYS的APDL建模模式的GUI 的一个集成方法的三维CAD和CAE提供了包括三维参数化模型的同步更新和再生的有限元模型分析。在浏览器/服务器架构，三维CAD模型的零件组件结构也可以在客户客户显示？在VRML格式5浏览器。 关键词：数字化设计；起重机；混合软件体系结构的CAD/CAE集成1引言集装箱起重机是一个主要机械,用于船舶运输和快速增加世界各地近年来。起重机是非常大而复杂的机器。他们的结构有不同的配置和很多的设计参数，以满足不同的自然，环境和经营条件的每一个港口。另外的结构设计应符合要求的强度稳定性与累积损伤与振动频率标准和规范。因此，对结构进行有限元分析是必要的，因为在商业计算机辅助设计软件中，由于结构是非常大的，复杂的，可直接采用有限元分析程序来完成分析任务。在本文中，数字设计方法的起重机,提出了基于客户机/服务器和浏览器/服务器混合软件体系结构。它主要是基于三维参数化有限元建模技术、CAD/CAE集成技术、Pro/E、ANSYS、MS Visual C java，VRML（虚拟现实建模语言）和EAI（外部程序接口）。该方法包括起重机产品的三维参数化模型的家庭建筑CAD平台，建立有限元模型，第二三维参数化模型的开发，同步更新和有限元分析，三维CAD模型，对客户的动态显示，在VRML格式的Web浏览器2系统架构概要 在客户/服务器体系结构，提出了一个框架，支持三维数字化设计。台式电脑CAD软件平台如Pro/ENGINEER等作为客户端运行，这要求对零件的设计参数值，部件和整体结构服务器。然后一个参数化设计的方法来推广三维CAD模型。其他桌面电脑的CAE软件如ANSYS运行平台也作为客户，在有限元分析和结构分析建模的实现。基于CAD/CAE的集成方法，在三维CAD模型的零件、部件和结构发生了变化，同步更新，实现了有限元分析。在浏览器/服务器体系结构，一个标准的互联网探索作为浏览器，它请求的数据从Web服务器的查询重定向到数据库服务器的Web服务器，它显示的CAD模型生成客户对他的网页浏览器在VRML格式。虽然这种结构可能是一个较低的网络带宽瓶颈>但它是一个相对简单的方法和整个系统的体积可以尽可能少的控制。在数据库服务器层,数据模型是根据他们的专业。该系统包括一个基本产品库维护的设计师,只能为设计师。其他信息,比如用户信息,3 d模型也在这层管理。 3 基于Olient的CAD / CAE /服务器integraion3.1 cad平台起重机的三维参数化模型的家庭名单为了支持设计起重机的家庭,对产品平台开发cad表示允许代可行的配置结构,组件和每个家庭成员,然后一部分扩展他们所需的大小。cad模型的框架平台必须提供功能列为符合低点。1)产品分解成基于自上而下的分层产品结构零部件能够促进设计任务them开发团队,起重机结构签名必须使用他著名的分层结构化结构。由一个数字的组件。每个组件可以数量的子组件或型。该产品以这种方式构建递归地继续,直到所有组件在最低层次的部分。因此产品结构自上而下的方式,创造尽可能多的设计师所期望的水平。图2显示了一个简化的层次产品结构岸边集装箱起重机的结构。2)构建3 d部分特色技术CAD软件平台提供的功能技术如Pro /工程师包括:l.草案特性这是基本画横截面产生的几何特征和拉伸,旋转或扫描-宁;2.附件功能被添加到基本字符包括洞,圆的角落里,崩溃角等等。根据特征技术,所有零件的三维模型生成起重机的结构。3)指定约束关系的组件创建中(产品族零部件使用表示看来好像约束关系。在组装模块等cad软件pro /工程师,约束模型的部分组件或整个起重机结构设计参数的值改变时,尺寸参数和设计变量之间的关系构建准确。等商业CAD软件pro /工程师提供了功能设置设计参数和设计参数和尺寸变量之间建立关系。 4)生成组件或产品的装配模型以自底向上的方式基于约束关系结构的层次结构的基础上,一个设计师可以开始构建三维模型的一部分当任务被分配给他。另一方面,3 d建模组件由一个设计师的被分配只能开始创建子组件和零件。所以实际建模活动是自下而上的过程。根据分层起重机的结构和装配零部件之间的约束关系,生成组件所需的3 d模型。3.2 代起重机有限元分析模型在有限元分析中,数学模型应尽可能准确地模拟实际对象赶到那里。通常应该进行有限元分析整个起重机的结构。结构非常庞大而复杂的元素将几百万的数量得到一个可接受的解决方案。是不可能使用任何有限元分析程序商业CAD 产品完成任务。ANSYS是入选,是因为其强大的结构分析的功能。同样的原因,在ANSYS板元素不会被采纳。beaml88元素用于建立有限元分析国防部会。在ANSYS中,提供了两种建模模式建立有限元分析模型,人机互动模式也称为GUI模式和APDL命令流流输入模式的模式。两种模式也参考文献中描述的优点和缺点。总结的背景知识的GUI和ANSYS的APDL模式,起重机结构的有限元分析模型是真实的-基于复合模式的工业区。第一位?结构的有限元分析模型可以通过ANSYS构建,CAE分析结构的实现?和相应的日志文件生成。然后日志文件可以修改通过使用ANSYS参数化设计语言APDL提供。APDL文件的结构包括一代的模型?施加的载荷和约束,解决和处理后建立。代的模型由参数定义,建立节点/单位/部分等。新起重机结构的有限元分析模型由运行APDL文件。图4显示了结构的有限元分析模型及其应力分析图表。3.3 基于Visual c+ CAD / CAE的集成1建立CAD / CAE的集成开发环境可以实现CAD / CAE的集成开发使用Visual C P P和Pro / TOOLKIT。后者是一个利用Pro /工程师提供的软件工具包。文件路径和库文件路径的pro / TOOLKIT文件路径的APDL建立在Visual C PP,CAD / CAE的集成开发环境。2的基础的CAD / CAE集成设计对话框Visuil CPP开发环境,CAD / CAE集成设计对话框部分的组件和整体结构建立了通过Visuil CPP提供的设计工具。3CAD / CAE集成过程第一,设计参数值是通过com数据库连接显示rn CAD / CAE集成设计对话框的文本框。第二,新的设计参数值输入通过设计对话框并保存数据库连接相应的起重机的设计参数值在文件也自动修改。一些修改文件等一些参数的变化只是节点的有限元分析的纵坐标一些修改将改变元素的字符横截面,加载etc.Next的价值和方向,繁荣和起重机结构的新3 d cad模型自动构建。然后>新APDL执行文件和新起重机的有限元分析 ANSYS软件环境中再生。最后基于修改有限元模型的有限元分析和计算进行证明是否新鲜4 产品数据库结构为了建立3 d场景演示>设计师必须实例化一个文件中的每个部分设计参数值的组件和结构。结果是大量的文件,因为这样复杂系统的发展,一些设计师工作接近对方。即使有强大的限制在文件命名,概述很快就迷路了。保证数据完整性和正确的零件或组件之间的关系,使用一个数据管理系统。解决方案是一个数据库。基本产品库由设计参数信息,配置的结构,是由设计师,只能为设计师。使用数据库,一些一般性的问题将得到解决:1数据的完整性在文件系统上,设计师的变化首先保存文件然后删除的设计师之后保存相同的文件。但不能修改CAD模型两个设计师同时使用数据库的事务机制。2的直接关系有直接关系的数据实体模型、技术三维模型之间的依赖关系可以很容易地找到。给设计师一个提示,直接关系模型也必须改变后的变化在一个模型。3中心数据管理中央数据提供了备份和版本控制的几个优点。数据聚类数据集群加快数据访问,因为每个设计师电脑可以获得所需的信息。这是非常重要的对分布式和协同设计项目。实体关系(ER)模型,它是一项很受欢迎的高数据模型,用于数据库设计基本产品。其变化经常用于数据库应用程序的设计,和许多数据库设计工具使用的概念。ER描述数据实体、关系和属性。模式的基本对象代表是一个实体,是在现实世界中独立存在。每个实体的属性,即特定的属性,描述一个特定的实体t。会有一个为每个属性的值。描述每个实体的属性值成为一个主要的数据存储在数据库中。间的关系类型R n实体类型EI,E2,定义了套协会或实体从这些类型的关系。实体类型及实体集、关系类型及其对应关系通常称为同名的R。根据分层数据库实体。每一部分,组件和结构可以表示成一个实体属性描述的设计参数。空间起重机产品的零部件之间的关系表示为集r的关系数据库是使用Microsoft SQL 组件构造(COM)组件是用于数据库连接从CAD / CAE集成设计接口。 5 基于浏览器/ Server9,1的3 d模型浏览器/服务器体系结构是用来显示3 d cad模型的零件,组件和整个结构的客户?S浏览器m vrml格式。一个标准的互联网探索浏览器的基础。在Java应用程序服务器程序实现以下几个原因。最重要的一个虚拟现实建模语言VRML 1.0和2.0版本。Java applet EAI是用来连接VRML世界通过Java applet与HTML页面动态控制VRML场景。6结论岸边集装箱起重机的三维数字设计吗?基于混合模式的客户机/服务器结构和浏览器/服务器介绍了。基于自顶向下的层次产品结构?特征技术?装配约束关系?自底向上的装配过程和维度关系提供的Pro /工程师吗?CAD平台构建三维参数化模型的家庭允许代起重机结构的可行的配置。总结的背景知识的GUI和ANSYS的APDL模式平台?起重机结构的有限元模型,实现了基于复合模式。在MS Visual c+的帮助吗?CAD / CAE的集成开发方法由再生的3 d参数化CAD模型?同步更新和分析的有限元模型。基于JAVA的技术吗?VRML,EAI,动态显示最新的3 d 模型在客户的浏览器实现。构建基本的产品和用户信息使用Microsoft SQL Server 2000。该系统可以大大提高设计的效率岸边集装箱起重机吗?结构。