液—固挤压成形复合材料仿真平台的设计与实现

论文摘要

作为一种由液态金属直接成型复合材料管、棒材类制件的新工艺,液态浸渗-半固态挤压工艺具有工序少、能耗小、成本低、见效快等特点,在汽车、建筑、民用乃至航空、航天等领域有着广泛的应用前景。液—固挤压复合材料成形工艺本身是集凝固、热传导和塑性变形为一体的复杂过程,目前主要从系统建模、工艺参数预测、工艺参数优化、数值模拟和缺陷预测等方面进行研究。这些研究各成体系,研究中所使用的几种软件难以兼容,很难从整体上分析各功能模块之间的关系及影响,给该工艺进行全面深入的分析与研究带来了困难。本文在对液—固挤压复合材料工艺研究方法和原理进行深入分析的基础上,建立了液—固挤压复合材料工艺仿真平台,集成了本课题的主要研究成果,使各模块之间通过界面接口集成到一起,该平台对今后研究内容还具有扩展能力,进而能够满足工艺研究不断发展的需求。 本文利用软件体系结构思想设计了三层结构的液—固挤压复合材料工艺仿真平台框架,采用“4+1”视图方法和UML结合的方式对液—固挤压复合材料工艺仿真平台的软件体系进行了描述。 将液—固挤压工艺研究过程中用到的系统建模模块、参数预测模块、参数优化模块、网络验证模块封装成COM组件,并利用界面接口将这些组件集成到仿真平台中。通过这种开发模式,为液-固挤压工艺的进一步更新换代和功能扩展提供了一种新的途径。 本文采用Visual C++和APDL将液—固挤压工艺的浸渗过程仿真集成到液—固挤压复合材料的仿真平台中。通过这种方式既简化了研究过程中的操作又充分利用了已有的研究成果。并在此基础上定制后处理,使用户可以方便和形象地进行浸渗过程的仿真工作。 本文采用SQL Server 2000建立液—固挤压成形复合材料工艺数据库,实现工艺参数科学存储,减少数据冗余。采用ADO技术实现仿真平台对该工艺数据库管理和使用,为今后工艺研究过程方便和合理选取工艺参数奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 相关领域的发展现状
• 1.2.1 液-固挤压成型复合材料工艺特点与研究现状
• 1.2.2 软件体系结构技术及其应用现状
• 1.2.3 COM组件研究现状及其应用现状
• 1.3 选题意义及研究内容
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 液-固挤压成形复合材料仿真平台总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 软件体系结构理论描述
• 2.2.1 软件体系结构定义
• 2.2.2 “4+1”视图软件体系结构设计方法
• 2.2.3 微软的Windows DNA体系
• 2.3 液-固挤压成形复合材料仿真平台体系的结构设计
• 2.3.1 液-固挤压成形复合材料工艺研究原理
• 2.3.2 三层 C/S结构的液-固挤压仿真平台
• 2.4 UML描述的仿真平台体系结构
• 2.4.1 液-固挤压成形复合材料工艺研究场景获取和描述
• 2.4.2 液-固挤压成形复合材料工艺研究逻辑视图
• 2.4.3 液-固挤压成形复合材料工艺研究过程视图
• 2.4.4 液-固挤压成形复合材料工艺研究开发视图
• 2.4.5 液-固挤压成形复合材料工艺研究分布视图
• 2.5 本章小结
• 第3章 液-固挤压成形复合材料仿真平台中功能模块的COM实现
• 3.1 引言
• 3.2 COM组件基本理论
• 3.2.1 COM模型定义
• 3.2.2 系统级组件对象
• 3.3 功能模块算法的Matlab实现
• 3.4 VC++对Matlab的集成
• 3.4.1 Visual C++对 Matlab引擎的启动和关闭
• 3.4.2 Visual C++和 Matlab之间的数据传输
• 3.5 液-固挤压成形复合材料仿真平台中功能模块的COM实现
• 3.5.1 系统建模组件的实现
• 3.5.2 网络验证组件的实现
• 3.5.3 参数优化组件的实现
• 3.5.4 参数预测组件的实现
• 3.6 仿真平台对组件的集成
• 3.6.1 系统建模组件的集成
• 3.6.2 网络验证组件的集成
• 3.6.3 工艺参数优化组件的集成
• 3.6.4 工艺参数预测组件的集成
• 3.7 本章小结
• 第4章 液-固挤压成形复合材料仿真平台中仿真模块的集成
• 4.1 引言
• 4.2 液-固挤压工艺浸渗过程及仿真理论研究
• 4.2.1 液-固挤压工艺浸渗过程介绍
• 4.2.2 浸渗过程仿真研究的理论知识
• 4.3 ANSYS二次开发理论知识
• 4.4 仿真子系统设计原则与目标
• 4.4.1 仿真子系统设计目标
• 4.4.2 仿真子系统设计原则
• 4.4.3 仿真子系统的功能
• 4.5 仿真子系统的模块设计
• 4.5.1 用户界面接口模块
• 4.5.2 ANSYS模块
• 4.5.3 VC调用模块
• 4.5.4 ANSYS后处理模块的二次开发
• 4.6 本章小结
• 第5章 液-固挤压成形工艺数据库设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 关系数据库及ADO技术简介
• 5.2.1 关系数据库
• 5.2.2 ADO技术简介
• 5.3 液-固挤压成形复合材料数据库的结构设计
• 5.3.1 液固挤压工艺数据库的实体模型
• 5.3.2 液固挤压工艺数据库中的关系模型
• 5.4 液-固挤压成形复合材料数据库的物理设计
• 5.4.1 存储格式设计
• 5.4.2 存储方法设计
• 5.4.3 访问方法设计
• 5.4.4 完整性和安全性设计
• 5.5 仿真平台对数据库的使用和管理
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢