基于 OpenGL 的地铁车辆车轴强度应力场可视化讨论基于 OpenGL 的地铁车辆车轴强度应力场可视化讨论 摘要：为了直观显示地铁车辆车轴不同标准下应力场的整体变化情况，根据车轴结构特点和等值线绘制要求，结合等值线的绘制与填充过程分离的编程思想,应用区域等值线填色算法，讨论地铁车辆车轴应力分布的可视化，采纳面对对象的软件工程思想编制了试验数据可视化系统。应用实例表明该系统能快速、形象、方便地处理试验数据，对于开发其他车辆零件具有启发、参考作用。 关键词：计算机应用；可视化；OpenGL；云图；等值线 中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号： 引言 车轴是地铁车辆转向架的关键承载部件，其强度决定着地铁列车的运行安全。地铁车辆车轴强度的计算方法一般有 2 种：①运用有限元方法进行车轴强度仿真计算[1]；②根据制订的法律规范进行车轴强度的计算，目前我国地铁列车车轴强度计算主要参考法律规范有：日本的 JIS E4501[2]、欧洲铁路联盟制订的 EN13103/ EN13104[3,4]。 近几年，主要采纳有限元法，计算结果可靠，但分析周期较长、计算成本较高，须配备先进的计算机设备和有限元软件，著名的有限元软件有 ANSYS，NASTRAN，MARC 等。利用有限元软件强大的后处理程序可以利用直观显示的方法对车轴进行强度评估。相比之下，采纳材料力学或弹性理论确定的车轴应力分布，因其产生的大量数字信息，不能直观的反映数据之间的可比性，为了快速地分析结果，把 OpenGL 技术引入车轴应力场的后处理阶段，实现数据可视化，即用图形图像来表征数据，将隐藏在大量数据中的信息以相对直观，易于理解的图像方式表达出来，使讨论人员能够直观、迅速地观察到计算模拟的结果[5]。 由于地铁车辆车轴结构的规则与通用性，结合等值线绘制与填充过程分离的思想，以区域填充法为基础[4、5]，基本方法是把整体结构转化为每一个网格单元内等值线的抽取和填充，然后遍历所有单元，形成整体应力云图。此类方法的特点是速度较快,精度随着子域的减小而提高[6]，避开了传统等值线方法对等值线搜索并进行拓扑分析，方法简便并提高了平台速度。采纳 MFC 和 OpenGL 混合编程技术实现了车轴应力可视化系统。 1 OpenGL 简介 OpenGL 即开放性图形库(Open Graphics L ibrar2y)，是近几年进展起来的一个性能卓越的三维图形标准,它源于 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRISGL，在跨平台移植过程中进展成为OpenGL。OpenGL 作为...
