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0 引言
目前活塞热负荷分析中,大多采用有限元分析方法,为提高分析的效率,研究人员在有限元分析中逐步引入了参数化模型,这一方面提高了有限元分析的灵活性,但同时也增加了有限元程序的编制难度,使得有限元模型中参数化数据的有效传递成为了有限元应用中的一个难点和重点。本文以活塞温度场参数化有限元程序模型为基础,运用Delphi语言编制了有限元程序的数据接口,实现了有限元程序与 Paradox数据库数据的有效传递,并通过与系统操作语言的结合实现了对参数化有限元分析程序的计算分析及数据输出的全面控制,提高了活塞热负荷分析的效率。
1 数据接口程序的功能设计
为使得COSMOS/M 有限元计算程序准确、完整和快速运行,并能实现数据及图形结果的自动输出,数据传输及处理接口程序必须具有以下几项功能。
1.1 数据查询功能
运用 Delphi语言字符查询功能,通过对有限元命令流文件数据参数定义头进行访问,找到需要查找的的参数名称及数据类型,并依此为依据,利用Delphi强大的数据查询功能,从Paradox数据库中查询相应的数值并提取为数据文件。
1.2 数据校验功能
几何建模是有限元数值计算的基础,而通过接口程序输入的参数其数值的合理性、有效性直接决定了几何建模的成功率,所以,在数据接口中,必须对性能参数数值的合理性、尺寸参数数值的几何干涉性及边界条件参数与几何参数的一致性等,进行数据校验和处理,进而保证有限元计算的有效性和准确性。
1.3 数据排序和数据头文件组织功能
COSMOS/M有限元程序的参数输入主要是通过命令流文件中的参数定义和赋值来完成,它并没有提供完整的数据输入接口模块,为此作者依据对流文件数据名称及格式的查询结果,对需要的数据进行排序和数据的参数头文件进行组织,这其中也包括对某些需要进行算术运算的参数进行处理的过程,最后依据所编排的顺序,按照 COSMOS/M 有限元程序命令流文件的规定格式形成,独立的二进制参数定义和赋值命令流头文件。
1.4 数据整合及有限元程序启动功能
通过 Delphi环境下 DOS操作系统的文件处理功能,对二进制的参数定义和赋值头文件及有限元程序的主体命令流文件进行合并,进而形成完整的有限元命令流执行文件,然后运用 Delphi环境下DOS操作系统的文件执行功能打开COSMOS/M的批处理功能,执行完整的具有参数输入功能的命令流文件进行有效的计算。
1.5 数据及图形结果输出功能
在COSMOS/M 有限元的执行过程中,通过相关命令的定义实现图形结果的输出功能,并形成符合要求的节点计算结果文件,然后通过 Delphi的查询功能,依据参数中的几何尺寸,找到特征点的温度值,并一同输入到Paradox数据库中,为设计提供相应的参考。
2 数据接口程序的流程
接口程序的主要流程如图1所示。
3.1 COSMOS/M运行参数的设置
为使有限元程能够接受参数传递的数值,必须在COSMOS/M 程序中定义参数和赋值语句,如下所示:
上述语句为数据的输入提供了端口。
3.2 数据查询与文件合并启动设置
运用 Delphi中的数据引擎(BDE)可以直接读取Paradox数据库中的数据,此处将数据控件 Table的databasename设置为存放活塞性能和尺寸参数的Paradox数据库表的路径,并把控件 Datasouce属性指向 Table,然后可以运用SQL数据查询语言对数据库进行查找并输出结果。
3.3 文件的合并与执行
运用 Delphi环境下的 DOS文件操作命令实现上述功能,最终形成 FEM＿piston.ses的完整有限元命令流文件。这里将有限元程放在子目录下,并在操作前清除目录内的其它文件,避免由于多次分析引起的文件覆盖错误,使得有限元计算分析失败部分程序过程简化如下:
4 结束语
运用 Delphi及SQL语言,结合系统操作命令,通过参数实现了对活塞温度场计算的有限元程序与Paradox数据库数据信息的有效连接,并在接口程序中完成了数据校验、程序自动执行功能,提高了有限元方法数据处理和计算分析的能力,提高了有限元分析的效率和计算的成功率,为其后处理提供了快捷的平台。
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