鉴于专用有限元分析软件的开发与应用——轮胎硫化温度场仿真系统

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1、北方工业大学硕士学位论文专用有限元分析软件的开发与应用——轮胎硫化温度场仿真系统姓名：王文志申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：李华山20050520北方工业大学硕士学位论文有限元分析方法是当前计算机辅助工程(CAE)中应用最为广泛的技术，利用有限元分析方法实现轮胎硫化过程中温度场的数值模拟对优化设计和保证轮胎安全生产具有重大的指导意义。硫化是轮胎生产中的最后一道工序，对轮胎的质量有着巨大影响，如果能够获得整个过程中轮胎内部温度场的变化，就可以正确调整生产工艺，从而保证产品质量。国内企业往往通过热电藕测量轮胎内部温度，或者采用手工准备数据(在图纸上手工绘图、剖分

2、)再进行有限元计算的低效率方式。前一种方式只能获得有限个部位的温度情况，对整体温度场的分布无能为力；而后一种方式效率低下，工作周期长，并且每次试制新产品时都要重新开始上一次的重复劳动。本文主要在前人研究和实践的基础上，把有限元分析方法和计算机仿真技术应用于轮胎硫化过程，将几何建模、自动剖分、温度场计算、计算结果可视化这些工作流程集成于一个有限元分析系统中，在计算机上实现了轮胎硫化过程温度场的有限元模拟，改变了以往的工作方式。本文进行的主要研究内容有：(1)在对温度场进行理论分析基础上建立合适的有限元模型；(2)给出了有效的自动剖分算法；(3)给出了有效的计算结果可视化算法：

3、(4)在分析系统功能的基础上设计实现了生动形象、友好便捷的可视化用户界面，使温度场有限元分析工作更加方便灵活：(5)针对产品实例进行计算，验证系统的可靠性。最终的实验结果表明，温度场仿真系统能够比较真实的反映轮胎在整个硫化过程中的温度变化，对轮胎企业改进硫化工艺、提高轮胎生产效率具有实际意义。关键词：有限元、轮胎硫化、三角剖分、可视化、彩色云图北方工业大学硕士学位论文AbstractFiniteelementanalysis(FEA)ismostlyusedmethodincomputeraidedengineering(CAE)nowadays，andithasgreat

4、directivesignificancetorealizenumericanalysisandsimulationoftemperaturefieldwhitintireincuringbyfiniteelementanalysisforopfimizingdesignandguaranteequalityoftireproduction。Thecuringprocessisthelaststepintireproductionanditisimportantforqualityoftire．Ifthechangeoftemperaturefieldwithintheti

5、reisobtainedinthewholecourse，peoplecanadjusttheproductiontechnologycorrectlysoastoguaranteeproductquality．Domesticenterprisesoftenmeasntethetemperaturewithinthetirethroughthethermoelectricsensors，oradoptaninefficientmethodbydrawingandtriangulatingbyhandontheblueprint．Theformercangetonlytem

6、peratureoffinitepointsandispowerlessforthedistributionofwholetemperaturefield．Thelatter’workperiodislongandpeoplehavetodotheinefficientrepetitiveworkwhentrial-producenewproducts．Basedonprecedentresearchesandpractice，thispaperappliedFiniteelementanalysisandcomputersimulatingtechnologytotire

7、curingprocedureandintegratedmodelingofgeometry，automatictriangulation，temperaturefieldcomputing，thevisualizationofcomputingresultinafiniteelementanalyticalsystemandrealizingFiniteelementanalysisoftemperaturefieldwhithintireincuringoncomputer,therefore，changedt