潜油螺杆泵采油系统数字化设计方法研究
这是一篇关于潜油螺杆泵采油系统,数字化设计,结构设计,模块化,粒子群算法的论文, 主要内容为随着近几年采油行业迅速发展,潜油螺杆泵采油系统得到了广泛使用,各界学者对系统内部结构研究逐步深入,优化创新方案日益新颖。但是采油系统的配型和设计计算仍是传统阶段,工作量大、周期长、精度低等关键问题急需解决。本文对潜油螺杆泵采油系统数字化设计方法开展了研究,开发了一款可以适应不同参数、不同模块、不同用户的数字化设计软件系统,采用数字化设计技术不仅有利于提高整个系统的设计质量,而且能够缩短设计时间和降低设计成本,提高企业的发展效率,推进科技发展。本文首先从理论分析入手,分析了整个采油系统内部结构、工作原理并对关键部件进行原理和构型分析,为了保证在不同井况、不同结构参数的情况下保持配型合理,结合了系统的新型结构以及螺杆泵、减速器、保护器等配型原则,构建了各部件的结构数字模型,提出了配型优化方案并建立了相关数据表。其次对采油系统关键部件设计计算内容进行了研究,并将计算过程通过程序转为数字化形式,针对计算时出现的参数不明确问题,规范了参数的命名及表达形式。结合了采油系统存在的问题提出了数字化优化方案,针对提高泵排量和使用效率、减小联轴体轴向压力以及内部零齿差结构系数系列优化等问题采用了粒子群算法,设计需要优化的变量、目标函数并根据约束条件进行求取最优解,同时为了解决算法容易陷入变量边界最优解的问题对算法进行改进。再次结合生命周期、维护条件等方面综合考虑对软件系统进行了需求分析,构建了设计流程、软件架构、概念模型,设计了人机交互界面,实现数据交换,依据理论确定了数字化设计软件系统的开发环境,对数据库进行了结构设计,实现动态添加数据达到资源共享。最后模拟用户进行实例运行,并对参数优化数据结果进行分析。通过上述工作,开发了较为理想的潜油螺杆泵采油系统数字化设计软件,实现了用户管理、输入原井参数查询配型方案、输入部件相关系数计算几何尺寸及优化等功能,利用了智能算法,提高了计算速度,获得了理想的参数数据。
基于离散元法的精密排种器分析设计软件开发研究
这是一篇关于离散元法,计算机仿真,数字化设计,散粒物料,农业机械,排种器的论文, 主要内容为农业机械工作时,往往伴随着散粒农业物料的流动过程。如播种机播种时,始终存在着种子、肥料、土壤的流动;翻耕农田时,始终存在着土壤的运动;农产品收获、输送、分级、加工和包装等,也始终存在着相关散粒物料的运动。 散粒物料的性质介于固体和流体之间,虽然颗粒结构简单,却具有复杂的力学特性。采用传统力学方法只能把散粒群体作为一个整体来考虑,无法分析散粒群体中颗粒间的相互作用及其对整体运动的影响,因而不能很好地解决这一问题。目前进行有关农业机械设计时,只能依靠经验或试验方法,既费时费力又得不到理想的结果。 20世纪70年代,Cundall等提出离散元法,用以分析散粒群体的力学行为。90年代,一些学者开始采用该方法研究散粒农业物料与农机工作部件间的相互作用及其动力学问题。但到目前为止,该方面的研究还仅仅从特定对象(如料仓)与散粒物料的相互作用及其分析模拟着手,尚未从建立一种通用的设计方法和设计软件的高度来考虑问题;而且大部分研究都集中在料仓这种简单的几何体上,对于具有复杂结构的农机工作部件,如排种器、开沟器、翻耕犁的研究尚未见报道等。 本文在对国内外该方面的研究现状及存在问题进行分析的基础上,提出由农机工作部件的CAD模型建立其离散元法分析模型的方法,并在此基础上实现了CAD软件与离散元法软件的集成,从而开发出精密排种器的分析设计系统。 该系统主要由前处理子系统、离散元计算子系统、后处理子系统组成。采用Visual C++ 6.0、ObjectARX和AutoCAD作为开发工具,为方便以后进一步扩展系统功能,各个子系统都使用面向对象的方法开发。其中前处理子系统与离散元计算子系统凭借数据库传递数据,而离散元计算子系统与后处理子系统靠读写同一数据文件来实现集成。 前处理子系统是利用ObjectARX2000在AutoCAD2000环境下进行的二次开发,主要目的是要把设计人员设计的图纸从AutoCAD中提取出来,并设置每一个图形元素(如一条线段、一段圆弧等)在仿真计算过程中的运动方式,建立“图形元素+运动方式”的仿真模型,并将模型存储到数据库中,供后面离散元计算子系统使用。 离散元计算子系统负责计算农机工作部件与散粒物料之间、散粒物料与散粒物料之间的受力情况、运动情况。用户可以在数据库中选取要计算的分析模型,再根据散粒物料的特性选择不同的力学模型并输入相关参数,利用离散元迭代算法计算出散粒物料的运动轨迹、受力情况,并将这些信息以文件的形式记录下来。此子系统还采用了多文档、多线程技术,不仅可以同时计算多个分析模型,而且提供了终止计算、继续计算的功能,使用户不必等到全部计算完毕后,就可提前观看仿真结果。
正时齿形链系统数字化设计方法及平台开发
这是一篇关于正时齿形链系统,设计方法,数字化设计,平台开发,系统分析的论文, 主要内容为随着汽车工业的发展,汽车发动机的正时链传动系统得到了越来越广泛的应用,具有广阔的市场应用前景。但是国产汽车链在高速下的性能与国外产品相比还存在差距,目前国内发动机主机厂的正时链系统大多采用国外产品,严重制约了国内自主品牌的发展。为提高正时链系统的自主开发设计能力和制造水平,需要对正时链系统的工作特性及设计方法进行细致研究。另外,随着计算机技术的发展,工程中广泛利用计算机进行辅助设计和分析。对于正时链系统,工程人员可以利用市场上比较成熟的分析软件对已开发的系统进行动力学特性分析,根据分析结果对所设计系统进行评价,但是由于正时链系统布局各异,工况也不尽相同,对其进行设计开发较为困难,目前市场上还没有出现可供工程技术人员对正时齿形链系统进行设计开发的软件平台。因此,对正时链系统的设计方法进行研究,掌握正时链系统数字化设计方法的核心技术,开发正时链系统辅助设计软件具有重要的工程实用意义。 论文结合吉林省科技发展计划项目重大科技专项“现代汽油发动机正时齿形链系统开发关键技术研究”,在对正时链系统国内外研究现状分析的基础之上,针对正时齿形链系统的数字化设计方法进行了研究,并开发了可实现工程应用的正时齿形链系统数字化设计的软件平台。 论文首先阐述了汽车发动机的工作原理及配气过程,介绍了正时系统在发动机中的重要作用,展示了常见的正时系统的布局型式,对正时齿形链系统的各个组成部分及其作用进行了说明,总结了正时齿形链系统常见的失效形式,讨论了正时齿形链系统的评价方法。在系统设计开发方面,根据齿形链链条与链轮的啮合原理,在传统的设计方法的基础上,对设计所关心的主要参数进行了详细分析,找出了这些参数对系统性能产生的影响,强化了系统开发的理论基础,最终归纳总结出了正时齿形链系统的数字化设计方法,开发出了正时齿形链系统设计软件。运用所开发的软件可以完成针对各种布局型式的正时齿形链系统的布局设计工作。结合对动力学分析软件RecurDyn的了解,对RecurDyn软件进行了二次开发,工程技术人员在利用RecurDyn软件对所设计系统的动力学特性进行分析时,可以实现装配和添加约束的自动化操作,能够减少大量的建模时间。 论文的研究工作是对正时齿形链系统数字化设计方法研究的探索,论文的研究成果对实现具有自主知识产权的正时齿形链系统的设计与开发具有重要的理论意义与工程实用价值。
船舶管系二维和三维集成设计技术研究
这是一篇关于Smart3D,船舶管系,二维和三维集成,系统开发,数字化设计的论文, 主要内容为船舶设计是一项复杂的系统工程,目前的船舶研发设计分散在不同的平台上进行,例如二维设计在中望CAD软件(简称为ZWCAD)中进行,三维设计在鹰图公司的Smart 3D软件中进行,这种模式缺乏将二维和三维设计整合在一个平台上的能力。为解决国内某船厂传统管系设计模式存在的上下游数据不流通、信息复用率低的问题,提出管系集成设计的思路,开展了对管系集成设计的研究。本文以中望CAD和Smart3D软件为基础,创建了面向设计工具的集成体系,实现上下游数据的互通;对于管路布局问题,设计了算法和驱动规则,开发了管系集成设计系统;最后以某船舶管系设计为例,验证了集成设计系统的有效性。本文主要研究内容如下:(1)根据现有文献,收集相关船舶集成设计资料,对现有船舶设计模式进行分析,提出船舶管系集成设计的需求,以中望CAD和Smart 3D软件为基础构建集成设计平台,搭建船舶三维集成设计环境。(2)分析船舶管系的设计元素,建立船舶管系集成设计流程;通过集成设计开发,实现二维设计与三维设计之间的数据传递和数据互通。(3)通过船舶管系集成设计研究,提出二维集成设计模块的开发思路,实现原理图数据提取;接着提出三维集成设计模块的开发思路,实现管系模型数据的管理和快速创建,同时在三维设计中使用驱动规则,辅助用户进行布局。(4)开发集成设计系统,实现图纸版本管理,结合实例应用证明集成设计系统的可行性,并对系统应用结果进行分析。
正时齿形链系统数字化设计方法及平台开发
这是一篇关于正时齿形链系统,设计方法,数字化设计,平台开发,系统分析的论文, 主要内容为随着汽车工业的发展,汽车发动机的正时链传动系统得到了越来越广泛的应用,具有广阔的市场应用前景。但是国产汽车链在高速下的性能与国外产品相比还存在差距,目前国内发动机主机厂的正时链系统大多采用国外产品,严重制约了国内自主品牌的发展。为提高正时链系统的自主开发设计能力和制造水平,需要对正时链系统的工作特性及设计方法进行细致研究。另外,随着计算机技术的发展,工程中广泛利用计算机进行辅助设计和分析。对于正时链系统,工程人员可以利用市场上比较成熟的分析软件对已开发的系统进行动力学特性分析,根据分析结果对所设计系统进行评价,但是由于正时链系统布局各异,工况也不尽相同,对其进行设计开发较为困难,目前市场上还没有出现可供工程技术人员对正时齿形链系统进行设计开发的软件平台。因此,对正时链系统的设计方法进行研究,掌握正时链系统数字化设计方法的核心技术,开发正时链系统辅助设计软件具有重要的工程实用意义。 论文结合吉林省科技发展计划项目重大科技专项“现代汽油发动机正时齿形链系统开发关键技术研究”,在对正时链系统国内外研究现状分析的基础之上,针对正时齿形链系统的数字化设计方法进行了研究,并开发了可实现工程应用的正时齿形链系统数字化设计的软件平台。 论文首先阐述了汽车发动机的工作原理及配气过程,介绍了正时系统在发动机中的重要作用,展示了常见的正时系统的布局型式,对正时齿形链系统的各个组成部分及其作用进行了说明,总结了正时齿形链系统常见的失效形式,讨论了正时齿形链系统的评价方法。在系统设计开发方面,根据齿形链链条与链轮的啮合原理,在传统的设计方法的基础上,对设计所关心的主要参数进行了详细分析,找出了这些参数对系统性能产生的影响,强化了系统开发的理论基础,最终归纳总结出了正时齿形链系统的数字化设计方法,开发出了正时齿形链系统设计软件。运用所开发的软件可以完成针对各种布局型式的正时齿形链系统的布局设计工作。结合对动力学分析软件RecurDyn的了解,对RecurDyn软件进行了二次开发,工程技术人员在利用RecurDyn软件对所设计系统的动力学特性进行分析时,可以实现装配和添加约束的自动化操作,能够减少大量的建模时间。 论文的研究工作是对正时齿形链系统数字化设计方法研究的探索,论文的研究成果对实现具有自主知识产权的正时齿形链系统的设计与开发具有重要的理论意义与工程实用价值。
基于离散元法的精密排种器分析设计软件开发研究
这是一篇关于离散元法,计算机仿真,数字化设计,散粒物料,农业机械,排种器的论文, 主要内容为农业机械工作时,往往伴随着散粒农业物料的流动过程。如播种机播种时,始终存在着种子、肥料、土壤的流动;翻耕农田时,始终存在着土壤的运动;农产品收获、输送、分级、加工和包装等,也始终存在着相关散粒物料的运动。 散粒物料的性质介于固体和流体之间,虽然颗粒结构简单,却具有复杂的力学特性。采用传统力学方法只能把散粒群体作为一个整体来考虑,无法分析散粒群体中颗粒间的相互作用及其对整体运动的影响,因而不能很好地解决这一问题。目前进行有关农业机械设计时,只能依靠经验或试验方法,既费时费力又得不到理想的结果。 20世纪70年代,Cundall等提出离散元法,用以分析散粒群体的力学行为。90年代,一些学者开始采用该方法研究散粒农业物料与农机工作部件间的相互作用及其动力学问题。但到目前为止,该方面的研究还仅仅从特定对象(如料仓)与散粒物料的相互作用及其分析模拟着手,尚未从建立一种通用的设计方法和设计软件的高度来考虑问题;而且大部分研究都集中在料仓这种简单的几何体上,对于具有复杂结构的农机工作部件,如排种器、开沟器、翻耕犁的研究尚未见报道等。 本文在对国内外该方面的研究现状及存在问题进行分析的基础上,提出由农机工作部件的CAD模型建立其离散元法分析模型的方法,并在此基础上实现了CAD软件与离散元法软件的集成,从而开发出精密排种器的分析设计系统。 该系统主要由前处理子系统、离散元计算子系统、后处理子系统组成。采用Visual C++ 6.0、ObjectARX和AutoCAD作为开发工具,为方便以后进一步扩展系统功能,各个子系统都使用面向对象的方法开发。其中前处理子系统与离散元计算子系统凭借数据库传递数据,而离散元计算子系统与后处理子系统靠读写同一数据文件来实现集成。 前处理子系统是利用ObjectARX2000在AutoCAD2000环境下进行的二次开发,主要目的是要把设计人员设计的图纸从AutoCAD中提取出来,并设置每一个图形元素(如一条线段、一段圆弧等)在仿真计算过程中的运动方式,建立“图形元素+运动方式”的仿真模型,并将模型存储到数据库中,供后面离散元计算子系统使用。 离散元计算子系统负责计算农机工作部件与散粒物料之间、散粒物料与散粒物料之间的受力情况、运动情况。用户可以在数据库中选取要计算的分析模型,再根据散粒物料的特性选择不同的力学模型并输入相关参数,利用离散元迭代算法计算出散粒物料的运动轨迹、受力情况,并将这些信息以文件的形式记录下来。此子系统还采用了多文档、多线程技术,不仅可以同时计算多个分析模型,而且提供了终止计算、继续计算的功能,使用户不必等到全部计算完毕后,就可提前观看仿真结果。
潜油螺杆泵采油系统数字化设计方法研究
这是一篇关于潜油螺杆泵采油系统,数字化设计,结构设计,模块化,粒子群算法的论文, 主要内容为随着近几年采油行业迅速发展,潜油螺杆泵采油系统得到了广泛使用,各界学者对系统内部结构研究逐步深入,优化创新方案日益新颖。但是采油系统的配型和设计计算仍是传统阶段,工作量大、周期长、精度低等关键问题急需解决。本文对潜油螺杆泵采油系统数字化设计方法开展了研究,开发了一款可以适应不同参数、不同模块、不同用户的数字化设计软件系统,采用数字化设计技术不仅有利于提高整个系统的设计质量,而且能够缩短设计时间和降低设计成本,提高企业的发展效率,推进科技发展。本文首先从理论分析入手,分析了整个采油系统内部结构、工作原理并对关键部件进行原理和构型分析,为了保证在不同井况、不同结构参数的情况下保持配型合理,结合了系统的新型结构以及螺杆泵、减速器、保护器等配型原则,构建了各部件的结构数字模型,提出了配型优化方案并建立了相关数据表。其次对采油系统关键部件设计计算内容进行了研究,并将计算过程通过程序转为数字化形式,针对计算时出现的参数不明确问题,规范了参数的命名及表达形式。结合了采油系统存在的问题提出了数字化优化方案,针对提高泵排量和使用效率、减小联轴体轴向压力以及内部零齿差结构系数系列优化等问题采用了粒子群算法,设计需要优化的变量、目标函数并根据约束条件进行求取最优解,同时为了解决算法容易陷入变量边界最优解的问题对算法进行改进。再次结合生命周期、维护条件等方面综合考虑对软件系统进行了需求分析,构建了设计流程、软件架构、概念模型,设计了人机交互界面,实现数据交换,依据理论确定了数字化设计软件系统的开发环境,对数据库进行了结构设计,实现动态添加数据达到资源共享。最后模拟用户进行实例运行,并对参数优化数据结果进行分析。通过上述工作,开发了较为理想的潜油螺杆泵采油系统数字化设计软件,实现了用户管理、输入原井参数查询配型方案、输入部件相关系数计算几何尺寸及优化等功能,利用了智能算法,提高了计算速度,获得了理想的参数数据。
基于离散元法的精密排种器分析设计软件开发研究
这是一篇关于离散元法,计算机仿真,数字化设计,散粒物料,农业机械,排种器的论文, 主要内容为农业机械工作时,往往伴随着散粒农业物料的流动过程。如播种机播种时,始终存在着种子、肥料、土壤的流动;翻耕农田时,始终存在着土壤的运动;农产品收获、输送、分级、加工和包装等,也始终存在着相关散粒物料的运动。 散粒物料的性质介于固体和流体之间,虽然颗粒结构简单,却具有复杂的力学特性。采用传统力学方法只能把散粒群体作为一个整体来考虑,无法分析散粒群体中颗粒间的相互作用及其对整体运动的影响,因而不能很好地解决这一问题。目前进行有关农业机械设计时,只能依靠经验或试验方法,既费时费力又得不到理想的结果。 20世纪70年代,Cundall等提出离散元法,用以分析散粒群体的力学行为。90年代,一些学者开始采用该方法研究散粒农业物料与农机工作部件间的相互作用及其动力学问题。但到目前为止,该方面的研究还仅仅从特定对象(如料仓)与散粒物料的相互作用及其分析模拟着手,尚未从建立一种通用的设计方法和设计软件的高度来考虑问题;而且大部分研究都集中在料仓这种简单的几何体上,对于具有复杂结构的农机工作部件,如排种器、开沟器、翻耕犁的研究尚未见报道等。 本文在对国内外该方面的研究现状及存在问题进行分析的基础上,提出由农机工作部件的CAD模型建立其离散元法分析模型的方法,并在此基础上实现了CAD软件与离散元法软件的集成,从而开发出精密排种器的分析设计系统。 该系统主要由前处理子系统、离散元计算子系统、后处理子系统组成。采用Visual C++ 6.0、ObjectARX和AutoCAD作为开发工具,为方便以后进一步扩展系统功能,各个子系统都使用面向对象的方法开发。其中前处理子系统与离散元计算子系统凭借数据库传递数据,而离散元计算子系统与后处理子系统靠读写同一数据文件来实现集成。 前处理子系统是利用ObjectARX2000在AutoCAD2000环境下进行的二次开发,主要目的是要把设计人员设计的图纸从AutoCAD中提取出来,并设置每一个图形元素(如一条线段、一段圆弧等)在仿真计算过程中的运动方式,建立“图形元素+运动方式”的仿真模型,并将模型存储到数据库中,供后面离散元计算子系统使用。 离散元计算子系统负责计算农机工作部件与散粒物料之间、散粒物料与散粒物料之间的受力情况、运动情况。用户可以在数据库中选取要计算的分析模型,再根据散粒物料的特性选择不同的力学模型并输入相关参数,利用离散元迭代算法计算出散粒物料的运动轨迹、受力情况,并将这些信息以文件的形式记录下来。此子系统还采用了多文档、多线程技术,不仅可以同时计算多个分析模型,而且提供了终止计算、继续计算的功能,使用户不必等到全部计算完毕后,就可提前观看仿真结果。
船舶管系二维和三维集成设计技术研究
这是一篇关于Smart3D,船舶管系,二维和三维集成,系统开发,数字化设计的论文, 主要内容为船舶设计是一项复杂的系统工程,目前的船舶研发设计分散在不同的平台上进行,例如二维设计在中望CAD软件(简称为ZWCAD)中进行,三维设计在鹰图公司的Smart 3D软件中进行,这种模式缺乏将二维和三维设计整合在一个平台上的能力。为解决国内某船厂传统管系设计模式存在的上下游数据不流通、信息复用率低的问题,提出管系集成设计的思路,开展了对管系集成设计的研究。本文以中望CAD和Smart3D软件为基础,创建了面向设计工具的集成体系,实现上下游数据的互通;对于管路布局问题,设计了算法和驱动规则,开发了管系集成设计系统;最后以某船舶管系设计为例,验证了集成设计系统的有效性。本文主要研究内容如下:(1)根据现有文献,收集相关船舶集成设计资料,对现有船舶设计模式进行分析,提出船舶管系集成设计的需求,以中望CAD和Smart 3D软件为基础构建集成设计平台,搭建船舶三维集成设计环境。(2)分析船舶管系的设计元素,建立船舶管系集成设计流程;通过集成设计开发,实现二维设计与三维设计之间的数据传递和数据互通。(3)通过船舶管系集成设计研究,提出二维集成设计模块的开发思路,实现原理图数据提取;接着提出三维集成设计模块的开发思路,实现管系模型数据的管理和快速创建,同时在三维设计中使用驱动规则,辅助用户进行布局。(4)开发集成设计系统,实现图纸版本管理,结合实例应用证明集成设计系统的可行性,并对系统应用结果进行分析。
船舶管系二维和三维集成设计技术研究
这是一篇关于Smart3D,船舶管系,二维和三维集成,系统开发,数字化设计的论文, 主要内容为船舶设计是一项复杂的系统工程,目前的船舶研发设计分散在不同的平台上进行,例如二维设计在中望CAD软件(简称为ZWCAD)中进行,三维设计在鹰图公司的Smart 3D软件中进行,这种模式缺乏将二维和三维设计整合在一个平台上的能力。为解决国内某船厂传统管系设计模式存在的上下游数据不流通、信息复用率低的问题,提出管系集成设计的思路,开展了对管系集成设计的研究。本文以中望CAD和Smart3D软件为基础,创建了面向设计工具的集成体系,实现上下游数据的互通;对于管路布局问题,设计了算法和驱动规则,开发了管系集成设计系统;最后以某船舶管系设计为例,验证了集成设计系统的有效性。本文主要研究内容如下:(1)根据现有文献,收集相关船舶集成设计资料,对现有船舶设计模式进行分析,提出船舶管系集成设计的需求,以中望CAD和Smart 3D软件为基础构建集成设计平台,搭建船舶三维集成设计环境。(2)分析船舶管系的设计元素,建立船舶管系集成设计流程;通过集成设计开发,实现二维设计与三维设计之间的数据传递和数据互通。(3)通过船舶管系集成设计研究,提出二维集成设计模块的开发思路,实现原理图数据提取;接着提出三维集成设计模块的开发思路,实现管系模型数据的管理和快速创建,同时在三维设计中使用驱动规则,辅助用户进行布局。(4)开发集成设计系统,实现图纸版本管理,结合实例应用证明集成设计系统的可行性,并对系统应用结果进行分析。
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