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1、第9卷第4期工程设计学报Vol.9No.42002年10月JOURNALOFENGINEERINGDESIGNOct.2002机械结构静动态性能协同分析方法研究薛彩军,邱清盈,杨为(浙江大学CAD&CG国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:分析了结构静动态性能有限元分析模型之间存在的内在共享关系,提出了静动态性能的协同分析策略L鉴于共享信息的复杂性,应用工作流管理技术对协同分析过程进行自动规划和管理,有效地提高了分析效率L提出的方法成功地应用于液压挖掘机工作装置的结构静动态性能分析,验证了该方法的合理性和有效性L关键词:结构优化;结构静动态分析;有限元方法;协同分析;工作流管理中图分类号
2、:TH12;TP391.72文献标识码:A文章编号:10062754X(2002)0420183204ResearchoncollaborativeanalysismethodofstaticanddynamicperformanceofmechanicalstructureXUECai2jun,QIUQing2yin,YANGWei(StateKeyLaboratoryofCAD&CG,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Basedonathoroughanalysisoftheinnerrelationshipbetweenst
3、aticanddynamicfiniteelementanalysis(FEA)modeling,thepaperstudiesthestrategyofcollaborativestaticanddy2namicFEA.Thestrategyisimplementedusingworkflowtechnologyconsideringthereliabilityandefficiencyofworkflowtechnology.Thepresentmethodisusedsuccessfullyinthestructuralstaticanddynamiccollaborativeoptim
4、izationoftheworkingequipmentofhydraulicexcavatorandtheresultsprovethetheoryandmethodreliableandefficient.Keywords:structuraloptimization;structuralstaticanddynamicanalysis;finiteelementmethod;collaborativeanalysis;workflowmanagement随着科学技术的进步,机械设计由早期的经验析效率L设计发展到现代的优化设计L在结构静力学性能的1结构静动态有限元分析模型的内在共享性约束下
5、,优化设计可以使结构的应力分布更趋于合[1]理,实现结构的轻量化L在结构动态力学性能的约机械结构的静动态协同优化往往需要同时对某束下,优化设计可以在设计初期有效地解决日益突个部件进行多种类型的有限元分析,或者对相关的[2]出的结构振动问题L但是,单独进行结构静态或动部件进行有限元分析L对于每次有限元分析,其操作态优化设计都不能准确地反映机械结构的实际工作流程如图1所示L由于每次变量更新都需要进行静状态L机械结构的静动态协同优化越来越受到重力强度校核、模态分析和碰撞冲击下的瞬态响应分[3]视L在结构静动态协同优化系统中,提高有限元分析,而这些分析过程存在着相互协作关系,实现建模[4]析计算的效率
6、是一个关键问题L为此,作者通过分和分析数据的共享将可以缩短分析计算的时间L如析结构静动态有限元分析过程中有限元分析模型之图1所示,有限元分析过程各个阶段可能存在的信间的内在共享性,研究提出了采用工作流管理技术息共享关系有:实现静动态性能协同分析的方法,有效地提高了分(1)几何模型共享性L在设计变量取值相同的收稿日期:2002208210.基金项目:国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2001AA412110);国家自然科学基金重点资助项目(59635150)L作者简介:薛彩军(1973-),男,内蒙古乌兰察布盟人,博士生,从事结构分析、协同优化等研究,E2mail:caijun-xue@
7、163.com;邱清盈(1970-),男,浙江镇海人,讲师,博士,从事机械系统广义优化设计、并行设计、网上设计等研究;杨为(1973-),男,贵州遵义人,博士后,从事动态设计、复杂结构优化设计等研究L·184·工程设计学报第9卷果只是计算工况发生了变化,则可以利用工况组合的方法,实现“一次分析,多次利用”L如果设计变量的变化较小,则可以利用近似分析技术估算系统的特性,不必重新建模和计算L2结构静动
