COSMOS/M有限元與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸

2013-06-14 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

目前活塞熱負(fù)荷分析中,大多采用有限元分析方法,為提高分析的效率,研究人員在有限元分析中逐步引入了參數(shù)化模型,這一方面提高了有限元分析的靈活性,但同時(shí)也增加了有限元程序的編制難度,使得有限元模型中參數(shù)化數(shù)據(jù)的有效傳遞成為了有限元應(yīng)用中的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。本文以活塞溫度場參數(shù)化有限元程序模型為基礎(chǔ),運(yùn)用Delphi語言編制了有限元程序的數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)了有限元程序與 Paradox數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效傳遞,并通過與系統(tǒng)操作語言的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對參數(shù)化有限元分析程序的計(jì)算分析及數(shù)據(jù)輸出的全面控制,提高了活塞熱負(fù)荷分析的效率。

    1 數(shù)據(jù)接口程序的功能設(shè)計(jì)

為使得COSMOS/M 有限元計(jì)算程序準(zhǔn)確、完整和快速運(yùn)行,并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及圖形結(jié)果的自動(dòng)輸出,數(shù)據(jù)傳輸及處理接口程序必須具有以下幾項(xiàng)功能。

    1.1 數(shù)據(jù)查詢功能

運(yùn)用Delphi語言字符查詢功能,通過對有限元命令流文件數(shù)據(jù)參數(shù)定義頭進(jìn)行訪問,找到需要查找的的參數(shù)名稱及數(shù)據(jù)類型,并依此為依據(jù),利用Delphi強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢功能,從Paradox數(shù)據(jù)庫中查詢相應(yīng)的數(shù)值并提取為數(shù)據(jù)文件。

    1.2 數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能

    幾何建模是有限元數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ),而通過接口程序輸入的參數(shù)其數(shù)值的合理性、有效性直接決定了幾何建模的成功率,所以,在數(shù)據(jù)接口中,必須對性能參數(shù)數(shù)值的合理性、尺寸參數(shù)數(shù)值的幾何干涉性及邊界條件參數(shù)與幾何參數(shù)的一致性等,進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)和處理,進(jìn)而保證有限元計(jì)算的有效性和準(zhǔn)確性。

    1.3 數(shù)據(jù)排序和數(shù)據(jù)頭文件組織功能

COSMOS/M有限元程序的參數(shù)輸入主要是通過命令流文件中的參數(shù)定義和賦值來完成,它并沒有提供完整的數(shù)據(jù)輸入接口模塊,為此作者依據(jù)對流文件數(shù)據(jù)名稱及格式的查詢結(jié)果,對需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和數(shù)據(jù)的參數(shù)頭文件進(jìn)行組織,這其中也包括對某些需要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的參數(shù)進(jìn)行處理的過程,最后依據(jù)所編排的順序,按照 COSMOS/M 有限元程序命令流文件的規(guī)定格式形成,獨(dú)立的二進(jìn)制參數(shù)定義和賦值命令流頭文件。

    1.4 數(shù)據(jù)整合及有限元程序啟動(dòng)功能

通過 Delphi環(huán)境下 DOS操作系統(tǒng)的文件處理功能,對二進(jìn)制的參數(shù)定義和賦值頭文件及有限元程序的主體命令流文件進(jìn)行合并,進(jìn)而形成完整的有限元命令流執(zhí)行文件,然后運(yùn)用 Delphi環(huán)境下DOS操作系統(tǒng)的文件執(zhí)行功能打開COSMOS/M的批處理功能,執(zhí)行完整的具有參數(shù)輸入功能的命令流文件進(jìn)行有效的計(jì)算。

    1.5 數(shù)據(jù)及圖形結(jié)果輸出功能

在COSMOS/M 有限元的執(zhí)行過程中,通過相關(guān)命令的定義實(shí)現(xiàn)圖形結(jié)果的輸出功能,并形成符合要求的節(jié)點(diǎn)計(jì)算結(jié)果文件,然后通過 Delphi的查詢功能,依據(jù)參數(shù)中的幾何尺寸,找到特征點(diǎn)的溫度值,并一同輸入到Paradox數(shù)據(jù)庫中,為設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考。

    2 數(shù)據(jù)接口程序的流程

接口程序的主要流程如圖1所示。

COSMOS/M有限元與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸+有限元仿真分析相關(guān)圖片圖片1

    3.1 COSMOS/M運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置

    為使有限元程能夠接受參數(shù)傳遞的數(shù)值,必須在COSMOS/M 程序中定義參數(shù)和賦值語句,如下所示:
    COSMOS/M有限元與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸+項(xiàng)目圖片圖片2
    上述語句為數(shù)據(jù)的輸入提供了端口。

    3.2 數(shù)據(jù)查詢與文件合并啟動(dòng)設(shè)置

運(yùn)用 Delphi中的數(shù)據(jù)引擎(BDE)可以直接讀取Paradox數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),此處將數(shù)據(jù)控件 Table的databasename設(shè)置為存放活塞性能和尺寸參數(shù)的Paradox數(shù)據(jù)庫表的路徑,并把控件 Datasouce屬性指向 Table,然后可以運(yùn)用SQL數(shù)據(jù)查詢語言對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查找并輸出結(jié)果。

    3.3 文件的合并與執(zhí)行

運(yùn)用 Delphi環(huán)境下的 DOS文件操作命令實(shí)現(xiàn)上述功能,最終形成 FEM_piston.ses的完整有限元命令流文件。這里將有限元程放在子目錄下,并在操作前清除目錄內(nèi)的其它文件,避免由于多次分析引起的文件覆蓋錯(cuò)誤,使得有限元計(jì)算分析失敗部分程序過程簡化如下:
     COSMOS/M有限元與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸+項(xiàng)目圖片圖片3
    4 結(jié)束語

運(yùn)用 Delphi及SQL語言,結(jié)合系統(tǒng)操作命令,通過參數(shù)實(shí)現(xiàn)了對活塞溫度場計(jì)算的有限元程序與Paradox數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息的有效連接,并在接口程序中完成了數(shù)據(jù)校驗(yàn)、程序自動(dòng)執(zhí)行功能,提高了有限元方法數(shù)據(jù)處理和計(jì)算分析的能力,提高了有限元分析的效率和計(jì)算的成功率,為其后處理提供了快捷的平臺。