基于autocad與ansys的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理

1、汕頭大學(xué)碩士學(xué)位論文基于AutoCAD與ANSYS的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理I摘要摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元軟件被廣泛應(yīng)用在了工程設(shè)計(jì)中，但軟件高額的購置費(fèi)用常常讓人咋舌。另外，雖然結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念早已經(jīng)被提出來，但將優(yōu)化應(yīng)用到實(shí)際的卻還很少。本文試圖利用Inter平臺協(xié)調(diào)分布在各地的資源，以期在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作優(yōu)化設(shè)計(jì)方面做一些探索。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作優(yōu)化設(shè)計(jì)，筆者利用幾個(gè)現(xiàn)成的工具軟件（AutoCAD、ANSYS及鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2、工具箱）作為前后處理、計(jì)算及優(yōu)化的核心，并采用了開發(fā)遠(yuǎn)程Web服務(wù)的方式使之連成一體。首先由用戶在客戶端利用AutoCAD建立ANSYS的分析模型，提交到發(fā)布ANSYS計(jì)算服務(wù)的服務(wù)器端由服務(wù)器對計(jì)算任務(wù)進(jìn)行受力分析，并在服務(wù)器端利用汕頭大學(xué)土木系開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱根據(jù)計(jì)算結(jié)果對構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，然后再將分析、優(yōu)化結(jié)果返還到客戶端，由客戶端在AutoCAD中對其進(jìn)行后處理。筆者構(gòu)建了“AutoCAD前處理－遠(yuǎn)程ANSYS計(jì)算Web服務(wù)－

3、鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱優(yōu)化服務(wù)－計(jì)算結(jié)果的AutoCAD后處理”的完整鏈條，是鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步實(shí)現(xiàn)。由于我國工程界AutoCAD的用戶眾多，文章提出了在AutoCAD中進(jìn)行ANSYS的前處理建模，并作了初步的探索與實(shí)現(xiàn)。AutoCAD的圖形界面比ANSYS更為友好，對圖形對象的操作也更為準(zhǔn)確、方便。文中提出利用AutoCAD的圖層工具對結(jié)構(gòu)中不同類型的構(gòu)件進(jìn)行分類，并令圖層的分類與ANSYS的CM命令相對應(yīng)，使用戶方便的對ANSY

4、S計(jì)算模型進(jìn)行管理。通過Web服務(wù)，服務(wù)器提供了任務(wù)提交、任務(wù)狀態(tài)查詢、任務(wù)分析結(jié)果返還等服務(wù)，Web服務(wù)是聯(lián)系客戶與服務(wù)器的紐帶。構(gòu)件優(yōu)化計(jì)算時(shí)，利用鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱與ANSYS協(xié)同工作，有效的減小不合理截面的截面積，起到截面優(yōu)化的作用。由于鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱是根據(jù)我國的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》編寫的，所以優(yōu)化工具箱優(yōu)化出的截面正是符合我國規(guī)范要求的截面。文中利用ObjectARX托管封裝類對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)。通過對AutoCAD的

5、二次開發(fā)，筆者將服務(wù)器返還回來的計(jì)算、優(yōu)化結(jié)果在客戶端的AutoCAD中進(jìn)行后處理，實(shí)現(xiàn)了將構(gòu)件的應(yīng)力、位移等以業(yè)界通用的彩色云圖的方式來顯示，并介紹了在AutoCAD中創(chuàng)建數(shù)值－顏色對比條的方法。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)協(xié)作設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；AutoCAD二次開發(fā)；ANSYS；Web服務(wù)汕頭大學(xué)碩士學(xué)位論文基于AutoCAD與ANSYS的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理III目錄目錄摘要.................................

6、......................................................................................................................................IAbstract.............................................................................

7、...................................................................................II目錄.....................................................................................................................................

8、...............................III第1章緒論..................................................................................................................................................11.1研究背景...........................

9、...................................................................................................................11.1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與優(yōu)化設(shè)計(jì).....................................................................................

10、........11.1.2有限元軟件及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用現(xiàn)狀.....................................................................21.1.3鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)作設(shè)計(jì).............................................................................................21.2

11、基于AutoCAD與ANSYS的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其后處理.....................................................31.2.1本領(lǐng)域研究現(xiàn)狀........................................................................................................................31.2

12、.2本文的研究目標(biāo)與設(shè)計(jì)思路....................................................................................................3第2章AutoCAD中的前處理..........................................................................................

13、...........................52.1AutoCAD圖形信息的組織管理.........................................................................................................52.2類型化數(shù)據(jù)集與數(shù)據(jù)庫......................................................

14、................................................................72.3前處理主窗體的布局..........................................................................................................................82.4保存與讀取已經(jīng)設(shè)定好的圖形數(shù)據(jù)..

15、..............................................................................................102.5位移約束的設(shè)定..................................................................................................................

16、..............122.6半剛性節(jié)點(diǎn)的設(shè)定............................................................................................................................132.7計(jì)算任務(wù)的提交與結(jié)果的獲得...................................................

17、.....................................................142.8關(guān)于AutoCAD的圖形錯(cuò)誤修正......................................................................................................15第3章WEB服務(wù)的開發(fā)...............................

18、...........................................................................................253.1Web服務(wù)簡介.....................................................................................................................

19、...............253.1.1Web服務(wù)的優(yōu)越性...................................................................................................................253.1.2使用Web服務(wù)的場合.........................................................

20、....................................................253.1.3Web服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)...............................................................................................................273.1.4高效率的開發(fā)Web服務(wù)......................

21、...................................................................................283.2創(chuàng)建Web服務(wù)及DatasetAcadLoad的發(fā)布....................................................................................313.2.1Web服務(wù)的創(chuàng)建.......

22、................................................................................................................313.2.2DatasetAcadLoad的發(fā)布...................................................................................

23、......................323.3建立計(jì)算任務(wù)的Web方法...............................................................................................................333.3.1基本流程...........................................................

24、.......................................................................333.3.2建立計(jì)算任務(wù)的Web方法：CreateTask()............................................................................343.3.3保存計(jì)算任務(wù)信息到數(shù)據(jù)庫......................

25、............................................................................353.3.4在計(jì)算任務(wù)列表中加入計(jì)算任務(wù)信息..................................................................................363.4計(jì)算任務(wù)狀態(tài)查詢的Web方法：TaskInquire()......

26、.......................................................................373.5返回計(jì)算結(jié)果的Web方法getResult()............................................................................................37第4章ANSYS與鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱..........

27、............................................................................................394.1ANSYS及鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱簡介..................................................................................................394.1.1AN

28、SYS及APDL簡介............................................................................................................394.1.2鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具箱簡介.....................................................................................