·参数化结构形状优化——煤及半煤岩巷道掘进:在考虑等价静力工况作用下结构的优化设计过程中,本次的两个优化模型给定的约束条件为紧约束,即保证结构初始设计的刚度和强度的前提下,约束条件取值与初始有限元分析结果相近,因此结构优化效果不明显,结构重量下降仅为初始重量的2.23%和3.25%。如放松约束,则优化效果将更显著。
·随机振动虚拟激励——(东海大桥抗震性能的功率谱分析;在大型造船门式起重机金属结构设计中的应用):采用虚拟激励法进行了东海大桥随机地震响应功率谱分析,考虑了一致地面运动、行波效应和部分相干效应,结果表明进行抗震分析不但使桥梁设计更为安全可靠,而且简便易行。随机振动虚拟激励法为桥梁工程的抗震分析提供了有力的数值分析工具,特别是在大中跨度桥梁抗震工程中有广泛的应用前景;随着CAE技术的日渐成熟,中船第九设计研究院将该技术运用于大型造船门式起重机金属结构的设计,并取得了丰硕的成果,在此基础上正准备对起重机金属结构的进一步优化、驾驶室的人性化设计等课题进行探索。
·参数二次规划法——(采煤机牵引行走机构的接触应力分析;轮对与道岔接触问题的有限元分析):以采煤机牵引行走机构为分析对象,应用参变量变分原理及基于此原理的有限元参数二次规划法来求解弹性接触问题,分析了行走齿轮和销轨的有限元建模、网格划分以及受力状态的问题,对外载荷条件与计算接触应力变化进行规律性分析;建立轮对与辙叉、护轨、基本轨的多体接触有限元计算模型,分析不同工况下轮对和道岔接触斑形状、内部应力以及接触力的分布和变化规律。结果表明,由于车轮踏面与辙叉的型面不配合,轮对与辙叉形成两点接触,且接触斑狭长,靠近轮缘处踏面和辙叉接触斑的应力及接触力非常大,其数值远远超过材料的屈服极限,进入塑性变形阶段,这将导致车轮踏面与辙叉的磨耗严重。这一研究方法和计算结果将为道岔的合理设计以及轮对和道岔型面更好配合提供了理论依据。
·多体系统分析应用——厚煤层快速掘进关键技术中的探讨研究:多体系统是指有大范围相对运动的多个物体构成的系统,它是航空航天器、机器人、车辆、兵器与机构等复杂机械系统的力学模型。该项技术是多刚体动力学、连续介质力学、结构动力学、计算力学、现代控制理论等构成的一门交叉性、边缘性学科。柔性多体系统动力学已成为理论和应用力学的一个极其活跃的领域。结合大功率采煤机的摇臂和行走齿轮的强度分析等问题进行了直接的交流和探讨研究。
·质子交换膜自动浸胶系统——楔形双极板圆桶形燃料电池改进设想的探讨研究:燃料电池的基本工作原理是直接将氢和氧转化为电力,无污染无噪声,是全世界最受关注和青睐的能源之一。从宏观尺度上研究燃料电池结构材料、结构设计、制造与装配中的工艺力学问题,从微观尺度上研究扩散层多孔材料在多物理场耦合作用下两相流动问题,从而对燃料电池扩散层材料和整体结构进行优化设计。
聚焦国家发展需求,自主科研成果通过解决实际工程中提出的关键技术,取得了有重要理论价值和工程实用意义的研究成果。这其中也会有些因素会影响平台建设进程,然而对于国民经济建设需求和高科技成果之间应用研究推广的主线不会变。近期将关注“无应力制造”和“微观缺陷的消除”技术,以期能让更多最新技术为我国国家战略急需的部件制造提供关键技术。项目可以告一段落,但成果如何可持续发展成为满足市场需求的商品。在这里,许多有共性的问题就显现出来了。当自主科研成果已经表现出明显的社会与经济效益时,也就是处于在最宝贵的黄金时期,如何抓住机会。当然希望抓紧时间去整合资源,全力投入到为用户提供成熟的产品和服务中,保持其所具有的领先竞争能力。
四、结束语
我们要以国际视野和战略思维来选择和发展新兴战略性产业,着眼于提高国家科技实力和综合国力,着眼于引发技术和产业变革。为此,必须做好战略决策储备、科技创新储备、领军人才储备、产业化储备。这四项储备决定未来。
面对当前所发生的金融危机冲击,暴露和发现一些已经积累而以往没能及时发现的问题,应该是一件值得认真对待的好事。党中央适时提出提高企业自主创新能力、提高企业综合竞争力和产业结构调整、转变增长方式,这是提升经济整体素质和竞争力的历史机遇,也是承接新一轮产业转移和发展的契机,同时也是探索自主CAE软件产业建设的创新体制机制、营造更好的法制保障环境的重要变革契机。
CAE:从服务平台到软件产业建设的摸索
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