框架的案例
電動汽車電機懸置框架的安全性能和輕量化研究
因此，需要設(shè)計懸置框架來裝載電機和電器設(shè)備。懸置框架作為關(guān)鍵的承載部件，在機艙中占據(jù)重要的位置，因此有必要對其安全性能進行研究。
本文研究了電動汽車懸置框架的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，對懸置框架進行建模，開展整車碰撞仿真分析評估安全性能，并對上掛式懸置框架結(jié)構(gòu)開展輕量化設(shè)計，優(yōu)化鋁合金框架的性能。
1電機懸置框架的設(shè)計
1.1懸置布置形式
電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)總成采用三點式懸置。圖1所示的是下托式和上掛式兩種懸置布置方式。下托式的懸置橫梁在電機前方，與前縱梁下端面通過螺栓連接。前方兩個懸置通過懸置支架安裝在懸置橫梁上；后懸置通過懸置支架安裝在副車架上方。下托式的三個懸置點都承受Z向力。由于懸置橫梁在實際道路工況中受力較大，因此對懸置橫梁的左右側(cè)安裝點的強度要求比較高。
上掛式將電機通過左、右懸置掛載到一個懸置框架上，懸置框架再安裝到前縱梁的上端面。上掛式的左、右側(cè)懸置主要起到承載作用；后懸置采用嵌入方式安裝在前副車架的上、下蓋板中間，起到Y(jié)向抗扭作用。由于上掛式通過懸置框架裝配在前縱梁上方，承載效果優(yōu)于下托式。
1.2框架結(jié)構(gòu)設(shè)計
上掛式懸置框架由兩根橫梁和5根小縱梁相互焊接構(gòu)成。框架橫梁的厚度為2.0mm，材料為45#型鋼，框架整體重量為7kg。在橫梁上焊接有一排小套筒，電器件可通過安裝支架和套筒裝配在框架上方。
懸置框架前、后橫梁的跨度設(shè)計應(yīng)控制在300~350mm范圍內(nèi)。通常在縱梁后段需要設(shè)計碰撞折彎點。因此，懸置框架后橫梁的布置位置必須在折彎點之前，避免影響縱梁后段的正常變形模式。
展開 電機測試底座會“抬頭”：框架定義操作高度
抬現(xiàn)象是電機測試底座使用過程中較為典型的異常問題，而框架操作高度作為底座設(shè)計與安裝的關(guān)鍵參數(shù)，與該現(xiàn)象的產(chǎn)生、防控密切相關(guān)不合理的框架操作高度，不僅會加劇底座“抬頭”風(fēng)險，還可能引發(fā)測試誤差、設(shè)備損耗甚至安全事故。
電機測試底座的“抬頭”，本質(zhì)上是底座在測試過程中，因受力失衡、結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷或安裝不當，導(dǎo)致底座一端向上翹起的現(xiàn)象，屬于底座受力變形的一種典型表現(xiàn)，并非簡單的安裝松動。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，核心是底座所受的縱向力、扭矩力與自身約束力、支撐力形成失衡，打破了底座的受力平衡狀態(tài)，進而引發(fā)局部翹曲變形。
電機測試過程中，底座主要承受電機自身重量、測試加載時的扭矩力、電機運行產(chǎn)生的振動沖擊力，這些力均需通過底座框架傳遞至地面，形成穩(wěn)定的受力循環(huán)。框架操作高度過高，會導(dǎo)致底座上移，受力支點與的垂直距離大，此時若電機安裝偏心、加載力不均衡，易打破受力平衡，使底座一端因受力集中而向上翹起，小幅的受力偏差就會引發(fā)明顯的翹曲變形。
若框架操作高度過低，雖然較低、受力支點相對穩(wěn)定，可減少“抬頭”風(fēng)險，但會導(dǎo)致操作空間不足，無法正常安裝減振墊、散熱結(jié)構(gòu)或線纜，同時電機運行產(chǎn)生的熱量無法有效散發(fā)，會導(dǎo)致底座熱脹冷縮不均，引發(fā)局部翹曲，間接增加“抬頭”隱患，同時還會影響操作人員的調(diào)試、維護效率，不符合測試場景的實操需求。
底座的抗變形能力是抵御“抬頭”現(xiàn)象的核心基礎(chǔ)，而框架操作高度與底座剛性存在直接關(guān)聯(lián)。框架高度設(shè)計需與底座本體厚度、加強筋布局相匹配：若框架操作高度過高，但底座本體厚度不足、加強筋稀疏，框架的抗扭、抗彎能力會大幅下降。
框架操作高度不合理，還會間接導(dǎo)致電機安裝偏差，進而加劇“抬頭”現(xiàn)象。
展開 汽車框架
因此，為了賦予強度，框架經(jīng)過熱處理 - 回火。熱處理后，框架上覆蓋有保護性底漆。
技術(shù)研究 | 汽車前端框架高溫鎖扣區(qū)域強度試驗方法開發(fā)
但是，由PP-LGF材料制備得到的前端框架在高溫環(huán)境下，由于本身塑料制件的內(nèi)部分子流動性增加，導(dǎo)致材料本身在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)力學(xué)強度的衰減；同時，前端框架在實際工況中，當受到風(fēng)阻較大時，汽車引擎蓋會將前端框架的鎖扣區(qū)域破壞。因此，需要建立一套表征前端框架在高溫環(huán)境下鎖扣區(qū)域強度的合適的方法，找出影響產(chǎn)品剛度可靠性的薄弱點。
1. 方案設(shè)計思路
前端框架的力學(xué)試驗包括：鎖扣區(qū)域剛度和強度試驗（包括高溫、常溫以及低溫），機蓋鎖扣的保持力試驗，冷卻模塊安裝點的剛度試驗，保險杠安裝點剛度試驗，緩沖塊區(qū)域剛度試驗，扭轉(zhuǎn)剛度試驗，中冷器安裝點剛度等。
需要通過多功能剛度平臺設(shè)備對模擬實車安裝狀態(tài)的前端框架進行鎖扣區(qū)域的強度測試，確認到底是材料的原因，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因。
圖1（A）多功能剛度平臺設(shè)備整體外觀圖；
（B）多功能剛度平臺原底座上增加一套固定下端拉伸夾具的底板后的整體外觀圖；
（C）上端作動缸體連接拉伸試驗上夾具，下端底板固定拉伸試驗下夾具；
（D）多功能剛度平臺測試測試伸樣條示意圖
2. 前端框架整體搭建方式的差異性
分別進行了高溫鎖扣區(qū)域的鎖扣強度測試，具體的搭建和測試結(jié)果如下：從圖2（A）和圖2（B）的結(jié)果可以看出，當作動缸體和安全鎖扣所在的切線方向的夾角為12°時，其前端框架高溫鎖扣區(qū)域的極限強度為2983 N，相比較當作動缸和安全鎖扣的切線方向平行時的極限強度2800 N要更高一些，這主要的原因是由于當存在角度為12°時，并且假定前端框架高溫鎖扣區(qū)域的強度為Fmax，則當作動缸的方向的力值≥Fmax/Cos12°時，前端框架的安全鎖扣將會被拔出。
展開 
汽車全塑前端框架拓撲優(yōu)化研究
1 概述
隨著新車市場開發(fā)的快速化發(fā)展，汽車零部件開發(fā)周期急劇縮短，作為汽車重要零部件產(chǎn)品之一的前端框架，其性能指標種類繁多，目標要求也十分嚴格。因此，要在有限的開發(fā)周期內(nèi)設(shè)計出滿足所有性能指標且重量最優(yōu)化的全塑前端框架，其難度可想而知 [1-2]。
本文借助Altair HyperWorks軟件中的HyperMesh對汽車全塑前端框架進行前處理，運用OptiStruct求解器模塊進行拓撲優(yōu)化分析[3]，通過對全塑前端框架進行多次拓撲優(yōu)化分析后，得到滿足所有性能工況且重量最優(yōu)的造型數(shù)據(jù)，指導(dǎo)3D數(shù)據(jù)設(shè)計。本方法下的全塑前端框架同比早期開發(fā)的產(chǎn)品，周期更短，重量最輕，且結(jié)構(gòu)滿足所有性能指標[4]。
2 拓撲優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化數(shù)學(xué)模型如公式（1）所示：
3 拓撲優(yōu)化有限元模型的建立
3.1 網(wǎng)格劃分
為了反映拓撲優(yōu)化后前端框架加強筋的寬度以及料厚的分布情況，設(shè)計前端框架拓撲優(yōu)化分析的單元類型為四面體網(wǎng)格，單元尺寸大小為1.5mm，其余金屬部件（除拉鉚螺母、嵌件等部件）抽取中面進行四邊形網(wǎng)格劃分，單元尺寸為4.0mm。
3.2 材料與屬性
計算中所使用的材料參數(shù)見表1，長度單位為：mm。全塑前端框架真實應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線如圖1所示，考慮玻纖取向的影響，因此，其彈性模量選擇玻纖45°方向。
展開 有限元法在框架優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國目前各種建筑類型中使用最普遍的結(jié)構(gòu)形式之一。本文就結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論的發(fā)展進程，利用有限元法的分析功能對框架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析在實際工程中的應(yīng)用，節(jié)省建筑材料和降低造價，探索一條新的解決問題的途徑。
有限元法是利用計算機進行運算的一種數(shù)值分析方法，它的主要內(nèi)容包括兩部分：一是結(jié)構(gòu)單元分析，即分析桿件單元的力學(xué)特性，其二是結(jié)構(gòu)分析，也就是將眾多離散的單元集合成全結(jié)構(gòu)單元計算模型，再根據(jù)計算模型列出全結(jié)構(gòu)模型的矩陣方程。建筑框架結(jié)構(gòu)形式主要采用梁柱桿件等剛接組合而成為空間體系，它的主要特點是：①約束條件多：從桿件局部尺寸約束到全結(jié)構(gòu)強度剛度約束，從構(gòu)件單元約束到全結(jié)構(gòu)體系約束，從正常使用狀態(tài)下的彈性約束到極限狀態(tài)下彈塑性約束等多特點、多種類的約束條件大大增加了優(yōu)化方法的難度；②變量參數(shù)多：框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸、截面類型、受力特征等都可能成為優(yōu)化設(shè)計的變量，再加上框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件超靜定受力條件復(fù)雜，且相互影響較多，一定程度上導(dǎo)致優(yōu)化工作量的大量增加。本文利用框架結(jié)構(gòu)桿件截面尺寸作為離散變量，把數(shù)學(xué)規(guī)劃法和有限元結(jié)構(gòu)分析法相結(jié)合，對框架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
1.實體結(jié)構(gòu)的簡化要求
正常使用情況下框架結(jié)構(gòu)的受力變形是以彎曲變形為主，本文以框架結(jié)構(gòu)的體積作為目標函數(shù)，把結(jié)構(gòu)的截面尺寸做為變量參數(shù)。通過施加內(nèi)外作用力求得各個構(gòu)件的內(nèi)力，隨后對構(gòu)件截面進行優(yōu)化設(shè)計。為了詳細說明優(yōu)化方法的特點，先要對框架結(jié)構(gòu)做一些簡化：
（1）設(shè)定適宜的配筋率：在框架結(jié)構(gòu)中，鋼筋的影響是非常大的，因此在目標函數(shù)中一定要考慮鋼筋的影響，為了簡化工作量，我們把構(gòu)件截面設(shè)定適宜的配筋率。本文中結(jié)構(gòu)截面均取2.5%的配筋率。
展開 abaqus/CAE建的簡單的框架模型（線性框架）
-----------------------------基本資料如下---------------------------------------
框架：
1、幾何尺寸
層高：3m×4=12m
柱網(wǎng)距離：4.5m×2=9m, 6m×3=18m
2、構(gòu)件截面尺寸
柱截面：0.5m×0.5m
梁截面：0.4m×0.25m
樓板的厚度：0.120m
3、材料屬性
混凝土：C30
彈性模量：3.0e10 Pa
泊松比：0.167
密度：2400 kg/m^3
！------------------------------------------------------------------------------------
圖一：三維模型
圖二：網(wǎng)格劃分后的模型：
圖三：顯示出梁、柱輪廓的模型：
二、建模的基本過程及注意的細節(jié)
1、最基本的操作，通過part模塊建立
（1）三維線 beam1，作為縱梁；
（2）建立橫向的一品框架 Frame1；
（3）建立一三維shell面，作為樓面板
2、在Property模塊里，定義好材料屬性后，
分別定義梁、柱、板的截面屬性：（下圖中舉出比較典型的一部分）
3、特別注意的一下：不要忘了定義梁的截面方向：
具體操作為：Property模塊--工具欄Assign--Beam Section Orientation，點擊以后，按照屏幕左下角的提示操作即可，例如：
展開 漸變振動載荷作用的多層多框架梁結(jié)構(gòu)仿真分析
1問題引出
在工程應(yīng)用中，建筑材料多是以單層單一框架復(fù)合的多層多框架結(jié)構(gòu)，因此僅僅針對單一框架進行受力分析并不能得到與實際情況相匹配的結(jié)果，那么針對多層多框架結(jié)果的受力分析就顯得尤為必要。
2問題描述
文中主要模擬在水平載荷作用下多層多框架結(jié)構(gòu)的受力狀況，具體框架尺寸如圖1所示，圖中A點為水平載荷受力點，框架使用的材料為鋼鐵材質(zhì)，材料參數(shù)特性如表1所示。
圖1 框架模型及相關(guān)尺寸
表1鋼鐵材料相關(guān)特性
彈性模量E
泊松比μ
屈服強度fy
2.1e11N/m2
0.3
3.45e8N/m2
3仿真平臺
本文所有仿真試驗均在Abaqus有限元軟件上進行，仿真基于艮泰計算機系統(tǒng)，cpu48核，memory128G；后續(xù)的后處理數(shù)據(jù)通過Origin完成。
4有限元建模
與ansys不同，abaqus進行結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真基于模塊化操作，因此用戶體驗更加友好，遵循有限元分析的流程：前處理、求解、后處理，具體在abaqus中來看，主要的操作步驟有：在abaqus/module中創(chuàng)建part，按照圖一說給尺寸繪制草圖，這一點類似于在ansys/DM中的sktech草圖繪制操作，這里一定要注意在定義部件的時候，使用類型將默認的solid更改為wire，不然系統(tǒng)會提示出錯。生成的幾何模型如圖2所示。創(chuàng)建模型之后進行材料創(chuàng)建及截面屬性賦予，除去鋼鐵材料屬性輸入表1中的基本材料參數(shù)，對于梁結(jié)構(gòu)參數(shù)需要額外定義如圖3所示。最后還應(yīng)當注意在使用梁截面形狀創(chuàng)建梁截面特性時，必須指定梁截面方向如圖4所示。
展開 CAD泰森多邊形框架3D插件 ￥599
插件介紹
CAD泰森多邊形框架3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維Voronoi框架結(jié)構(gòu)實體模型，適用于多孔Voronoi科研論文渲染繪圖、Voronoi框架有限元建模、Voronoi空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的應(yīng)用。
使用說明
插件可設(shè)置生成的幾何尺寸、晶格尺寸及邊框直徑等信息。
插件可同時生成實體框架及線條框架兩種模型。
線模型可導(dǎo)入有限元軟件內(nèi)作為梁單元實現(xiàn)三維Voronoi框架結(jié)構(gòu)的計算分析。
實體模型支持絕大部分的有限元軟件進行Voronoi三維框架結(jié)構(gòu)的模擬：
ABAQUS三維Voronoi框架結(jié)構(gòu)3D模型
COMSOL三維泰森多邊形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分
ANSYS Workbench三維Voronoi網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型
Voronoi框架模型可用于多方面的模擬分析，也可用于Voronoi 3D打印、Voronoi拓撲優(yōu)化、Voronoi骨架三維效果圖等方面。
應(yīng)用場景
插件可運行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，同時需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件支持，兼容AutoCAD 2010~2024全版本，不支持精簡版本的CAD軟件及其他廠商的CAD軟件。
插件生成的模型可進行渲染出圖，應(yīng)用于論文中，或?qū)階NSYS、COMSOL、Abaqus、Fluent、LS-DYNA、Hyperworks等主流CAE有限元軟件內(nèi)進行仿真模擬。
說明提醒
插件需要注冊，注冊完成后注冊的計算機永久可用，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 連梁、框架梁、次梁及基礎(chǔ)拉梁的區(qū)別
有些設(shè)計人對連梁、框架梁、次梁和基礎(chǔ)拉梁(承臺或獨立柱基間的聯(lián)系梁)的構(gòu)造和使用范圍不清楚，從而導(dǎo)致使用不當。現(xiàn)結(jié)合規(guī)范、標準圖集和構(gòu)造手冊對這個問題加以說明。
1 連梁和框架梁
連梁是指兩端與剪力墻相連且跨高比小于5的梁（具體條文詳見“高規(guī)”第7.1.8條）。連梁是兩個墻中間有洞口或斷開，但受力要求又要連在一起而增加的受力構(gòu)件。在連梁下面一般是有洞口的。
框架梁是指兩端與框架柱相連的梁，或者兩端與剪力墻相連但跨高比不小于5的梁。
連梁JL
框架梁KL
兩者相同之處
一方面從概念設(shè)計的角度來說，在抗震時都希望首先在框架梁或連梁上出現(xiàn)塑性鉸而不是在框架柱或剪力墻上，即所謂“強柱弱梁”或“強墻弱連梁”。
另一方面從構(gòu)造的角度來說，兩者都必須滿足抗震的構(gòu)造要求，具體說來框架梁和連梁的縱向鋼筋（包括梁底和梁頂?shù)匿摻睿┰阱^入支座時都必須滿足抗震的錨固長度的要求，對應(yīng)于相同的抗震等級框架梁和連梁箍筋的直徑和加密區(qū)間距的要求是一樣的。
兩者不相同之處：
在抗震設(shè)計時，允許連梁的剛度有大幅度的降低，在某些情況下甚至可以讓其退出工作，但是框架梁的剛度只允許有限度的降低，且不允許其退出工作，所以規(guī)范規(guī)定次梁是不宜搭在連梁上的，但是次梁是可以搭在框架梁上的。
一般說來連梁的跨高比較小（小于5），以傳遞剪力為主，所以規(guī)范對連梁在構(gòu)造上作了一些與框架梁不同的規(guī)定：
一是要求連梁的箍筋是全長加密而框架梁可以分為加密區(qū)和非加密區(qū)，二是對連梁的腰筋作了明確的規(guī)定即“墻體水平分布鋼筋應(yīng)作為連梁的腰筋在連梁范圍內(nèi)拉通連續(xù)配置。
展開 磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的區(qū)別和特點
圈梁設(shè)置在磚墻頂部，構(gòu)造柱設(shè)置在磚墻交接處和較大的洞口兩側(cè)，和圈梁形成一個框架，箍住整個房屋，如下圖：
框架結(jié)構(gòu)：是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好。
框架結(jié)構(gòu)由梁柱構(gòu)成，構(gòu)件截面較小，因此框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度都較低，它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，樓層越高，水平位移越慢，高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力，這時，現(xiàn)澆樓面也作為梁共同工作的，裝配整體式樓面的作用則不考慮，框架結(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點是能為建筑提供靈活的使用空間。
框架結(jié)構(gòu)住宅的承重結(jié)構(gòu)是梁、板、柱，而磚混結(jié)構(gòu)的住宅承重結(jié)構(gòu)是樓板和墻體。
如果你要進行室內(nèi)空間的改造，框架結(jié)構(gòu)因為多數(shù)墻體不承重，所以改造起來比較簡單，敲掉墻體就可以了，而磚混結(jié)構(gòu)中很多墻體是承重結(jié)構(gòu)，不允許拆除的，磚混結(jié)構(gòu)是指承重的主要構(gòu)件是用磚(樓體的重量是由磚強來承擔(dān)的)，如一幢房屋主要是用是磚墻和一些混凝土建造的這樣的房屋室內(nèi)結(jié)構(gòu)不能隨意變動否則樓有倒塌的危險。
你只能在少數(shù)非承重墻體上做文章。區(qū)別承重墻和非承重墻的一個簡單方法是看墻體厚度，240mm厚度的墻體是承重的，120mm或者更薄的墻體是非承重的。
上圖為框架結(jié)構(gòu)，只用梁和柱就能撐起整棟房子，內(nèi)部空間可以自行分割。
在隔音效果上來說：磚混住宅的隔音效果是中等的，框架結(jié)構(gòu)的隔音效果取決于隔斷材料的選擇，一些高級的隔斷材料的隔音效果要比磚混好，而普通的隔斷材料，如水泥空心板之類的，隔音效果是很差的。
展開 
木質(zhì)框架模型雙向地震仿真分析
木質(zhì)框架模型雙向地震仿真分析
一、模型設(shè)計
根據(jù)結(jié)構(gòu)在地震作用下要求強柱弱梁，且具有較強的耗能能力等原則，此框架結(jié)構(gòu)采用4根較大截面L型柱作為主要豎向構(gòu)件，底層退縮部分框架柱采用較小截面木條，梁為較小截面的矩形木條。模型高度700mm，1層凈高15cm，其余層高均為11cm，共六層，高寬比4.67。模型4層及以上所有樓層進行縮進，即模型4樓及以上所有樓層地板面積為3樓地板面積的75%。為提高結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的耗能能力及穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)3、5層設(shè)摩擦阻尼器F，如圖6(a)所示，2、4、6層設(shè)交叉棉繩拉索CP,如圖9所示。因為題目對房屋門窗等開口空間求，無法實現(xiàn)阻尼器和拉索的對稱布置。圖3為1~2層框架柱截面尺寸及平面布置圖，3層及以上樓層僅有L型截面柱四根。框架梁全部采用5.5mm×4mm的矩形截面。
二、模型制作
模型4根L型框架柱采用長度為700mm的5根矩形截面木條拼接而成，中間用熱熔膠進行可靠粘結(jié)，之后將矩形梁以首層至頂層的順序依次用熱熔膠粘結(jié)至L型柱相應(yīng)位置，將結(jié)構(gòu)粘結(jié)成一個整體，并保證梁柱的垂直狀態(tài)。摩擦阻尼器兩端用熱熔膠固定在上下樓層的兩個梁柱節(jié)點處。交叉棉繩采用鎖扣的方式在梁柱節(jié)點處進行固定，并用熱熔膠進行粘結(jié)，以保證節(jié)點的強度，提高模型整體的穩(wěn)定性。最后將模型柱腳用熱熔膠與底板進行可靠粘結(jié)，保證加載過程中的可靠性。
三、材料及阻尼器參數(shù)
應(yīng)用LDS-5 電子拉力試驗機對模型制作所用的材料及摩擦阻尼器進行了試驗分析[10]。模型框架所用材料為中密度纖維板，圖4為中密度纖維板應(yīng)力應(yīng)變曲線，計算時采用簡化理想彈塑性模型，初始彈性模量取測量平均值1000MPa，屈服強度為8.5Mpa。棉繩受拉力學(xué)性能如圖5，試驗采用的棉繩長度與模型中相同。
展開 MBSE體系架構(gòu)模型的理論研究：基于MBSE的作戰(zhàn)概念建模框架研究
04
作戰(zhàn)概念多視圖模型框架開發(fā)
多視圖模型框架開發(fā)通常采取自上而下逐步求精和自下而上集成優(yōu)化的方法進行，即首先將作戰(zhàn)概念涵蓋的內(nèi)容要素進行抽象、分解、凝練和規(guī)范，形成作戰(zhàn)概念初級模型框架。而后，采取多視圖描述方法從不同的視角對框架進行詳細設(shè)計，形成規(guī)范的數(shù)據(jù)模型、邏輯模型和表示模型，實現(xiàn)對模型框架的格式化描述。之后，逐一對各視圖模型的輸入、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、邏輯規(guī)則、表現(xiàn)形式、輸出等進行驗證和評估優(yōu)化。再后，對各視圖模型進行綜合集成。在此基礎(chǔ)上，采取設(shè)計典型作戰(zhàn)概念案例的形式，通過逐一描述每個作戰(zhàn)概念視圖模型要素，對作戰(zhàn)概念建模框架進行整體驗證，檢驗建模框架的完整性、合理性和可行性，并依據(jù)驗證結(jié)果不斷對建模框架進行優(yōu)化完善。
通過上述設(shè)計、驗證、優(yōu)化等過程的不斷迭代，最終形成標準規(guī)范的作戰(zhàn)概念建模框架模板。通過設(shè)計開發(fā)作戰(zhàn)概念建模框架，為支撐定性、抽象的作戰(zhàn)理論、專家經(jīng)驗知識向作戰(zhàn)概念形式邏輯的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)作戰(zhàn)概念的體系化、工程化設(shè)計提供方法和工具支持，其開發(fā)過程如圖５所示。
05
結(jié)束語
作戰(zhàn)概念建模框架是規(guī)范和指導(dǎo)作戰(zhàn)概念開發(fā)的基礎(chǔ)和前提。基于ＭＢＳＥ 方法，通過分析作戰(zhàn)概念核心建模要素和作戰(zhàn)概念研究活動的主要環(huán)節(jié)，提出了面向軍事理論專家、部隊實踐專家、軍事設(shè)計人員以及工程技術(shù)人員等多類人員的作戰(zhàn)概念多視圖模型框架，并對總體描述視圖、作戰(zhàn)環(huán)境視圖、作戰(zhàn)對手視圖、作戰(zhàn)任務(wù)視圖、作戰(zhàn)能力需求視圖、作戰(zhàn)力量體系視圖、作戰(zhàn)活動視圖、作戰(zhàn)行動構(gòu)想視圖等視圖模型的邏輯關(guān)系和詳細構(gòu)成進行了分析和設(shè)計。
展開 引領(lǐng)數(shù)字體驗未來：UI框架基礎(chǔ)
在過去近30年里，Qt Group一直致力于解決類似的復(fù)雜問題，并確定了UI框架中應(yīng)包含的關(guān)鍵功能，以便在所有類型的電子設(shè)備上創(chuàng)建具有標志性的數(shù)字體驗。在UI應(yīng)用程序剛剛起步，線框圖還是用紙筆繪制時，Qt框架就已引領(lǐng)行業(yè)。如今，在用戶體驗由實時協(xié)作內(nèi)容創(chuàng)作工具定義的時代，Qt支持將設(shè)計自動轉(zhuǎn)換為功能完備的應(yīng)用程序，并在沉浸式虛擬現(xiàn)實（VR）環(huán)境中進行驗證。
UI框架
UI應(yīng)用開發(fā)需要一個包含各種功能和服務(wù)的開發(fā)環(huán)境，為設(shè)計師和工程師提供通用功能和資源，作為構(gòu)建UI應(yīng)用的基礎(chǔ)。UI框架能夠為UI設(shè)計師和后端開發(fā)者提供一個富有創(chuàng)意的環(huán)境，幫助他們最大程度地實現(xiàn)產(chǎn)品的愿景。
在設(shè)計方面，UI框架能夠提供內(nèi)容創(chuàng)作工具、資源庫、數(shù)據(jù)綁定機制、狀態(tài)管理工具、可配置的圖形和視覺效果、實時預(yù)覽以及在模擬器上進行測試等功能，用于打造最終產(chǎn)品的用戶體驗。
對開發(fā)者而言，UI框架則提供了參考代碼、應(yīng)用程序、API、編譯器、性能分析器、代碼工具集、庫。此外，框架還提供各類連接協(xié)議支持，將設(shè)計和原型打造成功能全面且具有前瞻性的UI應(yīng)用程序。
框架提供的每個功能都減少了開發(fā)者需要編寫的代碼，進而縮短了上市時間，并提高了可靠性。功能向?qū)龑?dǎo)用戶交互式完成項目各階段操作，包括創(chuàng)建必要文件、解決依賴關(guān)系和基于用例指定設(shè)置等。語義代碼高亮、語法檢查、自動補全、重構(gòu)操作等實用功能均有助于更快地編寫高質(zhì)量代碼。
顯然，UI框架在軟件開發(fā)各階段提供的功能越完整，設(shè)計師和開發(fā)者發(fā)揮創(chuàng)意時所需付出的工作就越少。采用全面的框架使用戶擺脫細枝末節(jié)的工作和容易出錯的例行流程，讓他們能夠全心專注于打造最佳的用戶體驗。
除了提供工具和功能，UI框架還可以充當中間件，作為一個中立的開發(fā)環(huán)境提供公共API用于創(chuàng)建UI應(yīng)用，隱去硬件和操作系統(tǒng)底層的細枝末節(jié)。
展開 卡車氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化
表1 氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)骨架材料選擇參考表
2 氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)載荷及工況
2.1 載荷處理與邊界條件
有限元分析前處理的最后一步是施加載荷與邊界條件處理。計算分析的關(guān)鍵是合理的加載方式與和正確的邊界條件。根據(jù)氫系統(tǒng)的載荷分布情況對其施加載荷，下表是氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)載荷以及施加方式。
表2 氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)載荷及施加方式
Hyper works軟件顯示這個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工劃分為121878個單元，100546個節(jié)點。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有限元模型如下圖2所示。
圖2 氫系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)有限元模型
2.2 工況描述
（1）水平彎曲工況
在中型卡車處于滿載工況下，校核卡車其前后左右各個輪胎同時著地時的整個車身骨架的剛度及強度，得到車身骨架的應(yīng)力變形圖。
約束處理：約束6個方向的自由度。
經(jīng)軟件分析計算，應(yīng)力云圖如圖3示。
圖3水平工況下的應(yīng)力云圖
由圖3以看出，該結(jié)構(gòu)所受的最大應(yīng)力為66.8MPa，安全系數(shù)在水平彎曲工況下為2.6，強度滿足要求。
（2）極限工況
處于扭轉(zhuǎn)工況下時，該框架受到扭矩的作用。當卡車在緊急制動經(jīng)過顛簸路面時，其框架結(jié)構(gòu)會遭遇極限扭轉(zhuǎn)工況。
A.緊急制動工況
在緊急制動情況下，根據(jù)行駛規(guī)定，卡車車身結(jié)構(gòu)除了受到滿載水平彎曲工況下的載荷外，還在卡車車身縱向方向施加最大制動加速度0.7g。約束方式與水平彎曲工況一致。
經(jīng)有限元分析計算，應(yīng)力云圖如圖4示。
圖4急制動工況下的應(yīng)力云圖
由圖4知，在緊急制動工況下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所承受的最大應(yīng)力為108.4MPa，最大應(yīng)力集中在氣瓶固定支架邊緣，安全系數(shù)為3.0，強度滿足要求。
B.急轉(zhuǎn)彎工況
急轉(zhuǎn)彎工況下，考慮到慣性力對車身強度影響較大，因此在車身骨架上施加橫向0.4g的最大向心加速度。
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