CAD技術(shù)在機(jī)車車輛可視化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2013-05-26 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

對三維CAD技術(shù)在機(jī)車車輛可視化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討,對軟件的選型及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析,對與柳州機(jī)車車輛廠合作設(shè)計(jì)的UZ25B型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行了分析。

徐武彬羅玉軍李寶靈李健來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:三維CAD Solid Edge 機(jī)車車輛

1 三維CAD軟件的選型

目前可供選擇的三維CAD軟件很多,如高端的Unigraphics 、proengineer等,中端的Solid Edge、Solidworks等。對于列車車身結(jié)構(gòu)而言,其主要由各種型材構(gòu)成,不涉及復(fù)雜的曲面和特殊結(jié)構(gòu),因此無需采用價(jià)格昂貴的Unigraphics 、proengineer 等軟件,采用中端的三維CAD軟件Solid Edge、Solidworks等即可。對于這兩種軟件而言,它們的共同點(diǎn)是:①基于在Windows 平臺(tái)的微機(jī)三維軟件;②采用Parasolid內(nèi)核;③采用基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型技術(shù);④強(qiáng)大的造型功能和支持大裝配;⑤智能的裝配技術(shù);⑥專業(yè)的焊接設(shè)計(jì)模塊;⑦較高的易用性;③良好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口和特征識(shí)別功能。主要區(qū)別是:①Solid Edge 的使用操作要更為簡潔一些,易用性要更高一些。②Solid Edge主要操作是基于它的創(chuàng)新的Stream技術(shù)。Stream基于人機(jī)工程和職能決策,使操作既簡單又清晰,而Solidworks相對羅嗦一點(diǎn)。③Solidworks的功能稍高于Solid Edge。④Solid Edge 總體價(jià)格比Solidworks略低。Solid Edge的突出優(yōu)勢在于:①操作方便簡潔,易用性高;②性能價(jià)格比高;③業(yè)界領(lǐng)先的專業(yè)板金模塊;④數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口良好。通過以上分析,我們采用中端三維CAD軟件Solid Edge作為UZ25B型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)軟件。

2 運(yùn)用Solid Edge設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

柳州機(jī)車車輛廠UZ25B 型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是零件結(jié)構(gòu)簡單,但零件數(shù)量龐大。大多數(shù)零件采用角鋼、槽鋼等型材制戚,本設(shè)計(jì)中一節(jié)列車的鋼結(jié)構(gòu)共涉及783 類約6 則個(gè)零件。采用Solid Edge 進(jìn)行列車車身結(jié)構(gòu)等大型機(jī)械產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意以下問題。

(1)保證足夠的計(jì)算機(jī)軟硬件配置。UGS 公司推薦的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要要求是:①操作系統(tǒng)用Windows 20000 Professional (Service Pack 1 or 2 or 3)或Windows XP Professional (Service Pack 1)或Windows NT(version 4.0 Service Pack 6) 以及Internet Explorer 5.0 以上;②硬件方面,CPU要在Intel Pentium II 以上,內(nèi)存在512MB以上,以及1024 x 768 分辨率的顯示器、支持65536色圖形顯示卡等。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)作如下調(diào)整:①加大計(jì)算機(jī)的內(nèi)存,建議加大至1GB左右。②改進(jìn)顯示性能,顯示卡上的顯存要在64MB以上。③提高頁面文件的大小。頁面文件的大小一般至少是2x(物理內(nèi)存+所用文件大小) ,例如對于256MB 內(nèi)存的計(jì)算機(jī)一般應(yīng)將頁面文件大小設(shè)置為600MB 以上。④預(yù)留足夠的磁盤空間。

(2)盡可能地采用最簡單的拉伸、旋轉(zhuǎn)、除料、圓角等基本特征來造型以加快建模速度,減少存儲(chǔ)空間,提高裝配速度,方便設(shè)計(jì)修改。對于列車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,這些造型方法已經(jīng)基本滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)機(jī)車車輛鋼結(jié)構(gòu)中含有大量的螺栓、螺母等標(biāo)準(zhǔn)件,在零件建模時(shí)應(yīng)盡量采用陣列的方法構(gòu)建螺栓孔。如果螺栓孔的位置較為零亂,也應(yīng)該將其分組以便采用陣列的方法來實(shí)現(xiàn),這樣在裝配時(shí)大量的螺栓、螺母就可以利用零件建模時(shí)原有的陣列進(jìn)行快速裝配,而不需重新構(gòu)建陣列。

(4)使用零件簡化功能簡化零件細(xì)節(jié)。為了能夠順暢地進(jìn)行大型產(chǎn)品的裝配,在裝配前應(yīng)將一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件進(jìn)行簡化處理,將零件中一些不影響裝配的細(xì)節(jié)部分簡化,以減少零件所占內(nèi)存空間。例如,包含許多圓角、倒角和孔的零件的處理速度比刪除這些特征的零件慢。操作時(shí)采用Solid Edge的"簡化"工具即可,它可以減少零件的復(fù)雜性,以便在零件用于裝配件時(shí)處理得更快。也可以控制在裝配件中顯示零件的簡化版本還是設(shè)計(jì)版本。

(5)隱藏和卸載零件。當(dāng)設(shè)計(jì)或修改大型裝配件時(shí),在一段時(shí)間內(nèi)通常只在有限的區(qū)域內(nèi)工作,可以隱藏零件和子裝配件,以便更容易看清楚工作的區(qū)域,更有效地工作,可以快速地查找和選擇正的零件。一旦隱藏了不需要的零件,就可以使用"工具"菜單上的"卸載隱藏零件"命令來將它們從物理內(nèi)存中卸載出去,提高Solid Edge 大型裝配件的裝配速度。

(6) 停用零件。通過停用零件,元需隱藏零件也可以改進(jìn)裝配性能。使用"裝配件命令"工具欄上的"停用"命令來停用零件時(shí),它將卸載所有特征歷史和零件數(shù)學(xué)定義,只留下零件的圖形表示法,這可以顯著地降低對計(jì)算機(jī)的要求。雖然仍然在顯示這些零件,但是它們使用的物理內(nèi)存很少,有利于提高裝配速度。

(7) 盡量不使用剖切視圖。在裝配設(shè)計(jì)中為了能夠清楚地觀察產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu),通常采用剖切視圖,但對于大型裝配件而言,采用剖切視圖將占用很多的物理內(nèi)存,大大降低計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。對此,較好的辦法是采用透明色。

采用Solid Edge 設(shè)計(jì)的UZ25B 型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果如圖1 所示。

CAD技術(shù)在機(jī)車車輛可視化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用+學(xué)習(xí)資料圖片1

圖1 UZ25B型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語

我們在三維CAD軟件Solid Edge的平臺(tái)上,完成了UZ25B型郵政車車體鋼結(jié)構(gòu)的三維設(shè)計(jì),并取得了如下效果:①將原有的二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體,并進(jìn)行三維裝配,實(shí)現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)的可視化;②所有零件均采用參數(shù)化設(shè)計(jì),便于以后修改設(shè)計(jì);③所有三維設(shè)計(jì)全部進(jìn)入PDM 系統(tǒng),便于管理和可視化;④使得產(chǎn)品用戶能夠提前"看到"產(chǎn)品的三維結(jié)構(gòu),而不是面對大量、復(fù)雜的二維工程圖;⑤提高了企業(yè)的信息化水平,促進(jìn)了企業(yè)信息化的建設(shè)。

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