论文题目: 三维桥梁CAD关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 固体力学
作者: 王磊
导师: 刘寒冰
关键词: 桥梁,实体模型,建模方法,几何模型,面向对象,有限元,结构分析,计算机绘图
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 桥梁三维CAD 技术刚刚起步,本文开展了桥梁三维CAD 系统的基础理论研究。针对桥梁工程的特点,提出了结构拓扑模型表达方法,完备表达桥梁建设过程。给出桥梁模型中常用的曲线、曲面方程,精确表达桥梁几何形状。提出了节线添加算子及曲线拉伸算子,改进了实体模型的编辑输入方法。提出了两种针对桥梁工程特点的全六面体网格生成算法:①在构件的内外壳表面上布设节点,根据拓扑和几何关系,建立节点连接关系生成单元。②根据各个壳节点三维位置和拓扑关系进行编号,采用动态规划的方法,组装内外壳,统一节点编号,生成单元。提出一种运用高斯积分和牛顿迭代法的数值算法,计算体单元下的预应力等代荷载。提出了在结构验算中基于格林公式,把曲线积分转化为曲面积分的桥梁断面极限承载能力计算的方法。采用C++语言和面向对象特性的编程方法,编制了内嵌于AUTOCAD 内部的结构计算有限元模块。采用面向对象的建模方法:经过标识对象、标识结构、标识主题、定义属性、定义服务5 个建模步骤,完成了桥梁结构及构件的建模工作。
论文目录:
第一章 桥梁CAD 的研究现状
1.1 研究现状
1.2 软件成果
1.2.1 国内桥梁CAD 的发展历程
1.2.2 国内软件成果
1.2.3 国外软件成果
1.3 桥梁CAD 的新思路
1.4 工作设想
1.5 结语
第二章 桥梁曲面实体建模的拓扑结构研究
2.1 引言
2.2 研究现状
2.3 桥梁实体造型系统的拓扑结构研究
2.4 桥梁实体造型系统的拓扑结构进一步改进
2.5 算例
2.6 结语
第三章 桥梁曲面实体建模几何对象模型
3.1 引言
3.2 缓和曲线偏置线参数方程
3.3 抛物线
3.4 有界平面
3.5 单线性曲面
3.6 算例
3.7 结语
第四章 桥梁曲面建模系统模型输入、编辑方法
4.1 引言
4.2 实体模型软件编辑方法研究
4.2.1 实体模型软件编辑方法现状
4.2.2 模型节线添加算法
4.3 变截面曲线桥输入方法的研究
4.3.1 绘制桥梁横断面
4.3.2 由线段和圆弧构成的横断面为实体模型中的面(face)
4.3.3 各个横断面,创建实体模型
4.3.4 边(edge)的曲线(curve)
4.3 算例
4.4 结论
第五章 薄壁杆件六面体网格剖分的拓扑搜索法
5.1 引言
5.2 算法研究
5.2.1 实体模型数据结构
5.2.2 节点布设
5.2.3 在薄壁杆件的对面上连接节点
5.2.4 多余节点删除
5.2.5 根据节点连接关系生成单元
5.3 算例
5.4 结论
第六章 薄壁杆件六面体网格剖分的组装法
6.1 引言
6.2 算法研究
6.2.1 基础几何数据管理
6.2.2 表面节点布置
6.2.3 各个壳节点三维位置编号
6.2.4 组装各个壳,统一完成结构的节点编号,生成单元
6.3 算例
6.4 结论
第七章 AUTO CAD 内嵌有限元模块研制
7.1 输入数据组织
7.2 单元库研制
7.3 存储安排
7.4 梁肋断面内力计算
7.5 算例
7.5.1 壳单元的有限元应用计算
7.5.2 体单元的有限元应用计算
7.6 结语
第八章 六面体单元下预应力等代荷载计算
8.1 引言
8.2 公式推导
8.2.1 径向分布力的分配
8.2.2 锚固端集中力分配
8.3 算例
8.4 结论
第九章 用曲线积分计算桥梁正截面承载能力
9.1 引言
9.2 桥梁正截面极限承载能力计算理论
9.2.1 直线
9.2.2 圆弧
9.3 计算截面极限承载能力的实现方法
9.3.1 输入截面的外环和内环数据
9.3.2 寻找受压区高度
9.3.3 求截面极限承载能力
9.4 算例
9.4.1 算例1
9.4.2 算例2
9.5 结论
第十章 面向对象的桥梁CAD 的建模分析
10.1 引言
10.2 面向对象建模过程
10.2.1 标识对象
10.2.2 标识结构
10.2.3 标识主题
10.2.4 定义属性
10.2.5 定义服务
10.3 桥梁CAD 系统面向对象建模特点分析
10.4 结语
第十一章 结论与展望
参考文献
攻读博士工作期间发表的论文情况
致谢
摘要
ABSTRACT
发布时间: 2005-08-26
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