本文探討研究了COSMOS／M有限元和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)內(nèi)容。
0 引言
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)用中的一個難點和重點。本文以活塞溫度場參數(shù)化有限元程序模型為基礎(chǔ),運用Delphi語言編制了有限元程序的數(shù)據(jù)接口,實現(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)合實現(xiàn)了對參數(shù)化有限元分析程序的計算分析及數(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
為使得COSMOS/M 有限元計算程序準(zhǔn)確、完整和快速運行,并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)及圖形結(jié)果的自動輸出,數(shù)據(jù)傳輸及處理接口程序必須具有以下幾項功能。
1.1 數(shù)據(jù)查詢功能
運用 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)校驗功能
幾何建模是有限元數(shù)值計算的基礎(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)校驗和處理,進(jìn)而保證有限元計算的有效性和準(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)命令的定義實現(xiàn)圖形結(jié)果的輸出功能,并形成符合要求的節(jié)點計算結(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,找到特征點的溫度值,并一同輸入到Paradox數(shù)據(jù)庫中,為設(shè)計提供相應(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。
3.1 COSMOS/M運行參數(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:
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設(shè)置
運用 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
運用 Delphi環(huán)境下的 DOS文件操作命令實現(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誤,使得有限元計算分析失敗部分程序過程簡化如下:
4 結(jié)束語
運用 Delphi及SQL語言,結(jié)合系統(tǒng)操作命令,通過參數(shù)實現(xiàn)了對活塞溫度場計算的有限元程序與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、程序自動執(zhí)行功能,提高了有限元方法數(shù)據(jù)處理和計算分析的能力,提高了有限元分析的效率和計算的成功率,為其后處理提供了快捷的平臺。