共享模型驅動的機械產品定制設計方法及應用

第1章　緒　論…………………………………………………………………………………… 1
1．1　引　言…………………………………………………………………………………… 1
1．2　定制設計技術…………………………………………………………………………… 1
1．2．1　大規(guī)模定制概述…………………………………………………………………… 1
1．2．2　大規(guī)模定制環(huán)境下設計方式的轉變……………………………………………… 4
1．3　三維設計標準…………………………………………………………………………… 6
1．4　起重機定制設計技術現(xiàn)狀分析………………………………………………………… 8
1．5　共享模型驅動的機械產品定制設計方法的提出……………………………………… 10
1．6　本章小結………………………………………………………………………………… 11
參考文獻……………………………………………………………………………………… 11
第2章　共享模型驅動的機械產品定制設計平臺…………………………………………… 15
2．1　定制設計原理…………………………………………………………………………… 15
2．2　定制設計平臺的框架模型……………………………………………………………… 17
2．3　定制設計平臺的體系結構……………………………………………………………… 18
2．4　定制設計平臺的拓撲結構……………………………………………………………… 20
2．5　關鍵技術………………………………………………………………………………… 21
2．5．1　基于PDM 的網(wǎng)絡化協(xié)同設計技術……………………………………………… 21
2．5．2　分布式協(xié)同設計通信技術………………………………………………………… 21
2．5．3　分布式模塊化設計技術…………………………………………………………… 23
2．5．4　變型設計技術……………………………………………………………………… 23
2．5．5　參數(shù)化有限元分析技術…………………………………………………………… 24
2．5．6　工程圖調整技術…………………………………………………………………… 24
2．6　定制設計平臺的開發(fā)步驟……………………………………………………………… 25
2．7　本章小結………………………………………………………………………………… 27
參考文獻……………………………………………………………………………………… 27
第3章　面向模型驅動定制的設計規(guī)范……………………………………………………… 29
3．1　模型驅動的產品定制設計過程………………………………………………………… 29
3．1．1　定制設計環(huán)境下的零部件分類…………………………………………………… 29
3．1．2　產品的主模型和主文檔…………………………………………………………… 29
3．1．3　定制設計環(huán)境下的產品設計過程………………………………………………… 30
3．2　模型驅動設計環(huán)境模板的制定………………………………………………………… 32
3．2．1　零件、裝配體模板的設計………………………………………………………… 32
3．2．2　工程圖模板的設計………………………………………………………………… 32
3．2．3　屬性模板的制定…………………………………………………………………… 34
3．2．4　各類表格模板的設計……………………………………………………………… 36
3．3　模型驅動定制設計規(guī)范………………………………………………………………… 37
3．3．1　草圖設計規(guī)范……………………………………………………………………… 37
3．3．2　零件設計規(guī)范……………………………………………………………………… 38
3．3．3　零部件裝配設計規(guī)范……………………………………………………………… 40
3．3．4　工程圖設計規(guī)范…………………………………………………………………… 42
3．4　設計重用規(guī)范…………………………………………………………………………… 45
3．4．1　設計過程重用……………………………………………………………………… 45
3．4．2　產品設計文檔重用………………………………………………………………… 47
3．5　本章小結………………………………………………………………………………… 47
參考文獻……………………………………………………………………………………… 47
第4章　動態(tài)全息模型的研究與應用………………………………………………………… 49
4．1　動態(tài)全息模型理論……………………………………………………………………… 49
4．2　基于零裝配的動態(tài)全息建模方法……………………………………………………… 51
4．2．1　零裝配產品設計…………………………………………………………………… 51
4．2．2　基于零裝配動態(tài)全息建模方法…………………………………………………… 52
4．3　橋式起重機動態(tài)全息模型的建立方法………………………………………………… 53
4．3．1　概念設計階段……………………………………………………………………… 54
4．3．2　詳細設計階段……………………………………………………………………… 59
4．4　本章小結………………………………………………………………………………… 62
參考文獻……………………………………………………………………………………… 62
第5章　機械產品的三維變型設計技術……………………………………………………… 63
5．1　變型設計的理論基礎…………………………………………………………………… 63
5．1．1　變形設計與變型設計……………………………………………………………… 63
5．1．2　變型設計的方式…………………………………………………………………… 64
5．1．3　設計原理…………………………………………………………………………… 65
5．1．4　機械產品三維變型設計技術流程………………………………………………… 66
5．2　特征的變型設計………………………………………………………………………… 67
5．3　零件的變型設計………………………………………………………………………… 68
5．3．1　特征驅動的零件變型設計………………………………………………………… 69
5．3．2　性能尺寸參數(shù)驅動的零件變型設計……………………………………………… 69
5．3．3　工序驅動的零件變型設計………………………………………………………… 70
5．3．4　用戶自定義特征驅動的零件變型設計…………………………………………… 73
5．4　部件的變型設計………………………………………………………………………… 76
5．5　產品的變型設計………………………………………………………………………… 81
5．5．1　基于產品族產品系列的模塊化產品規(guī)劃方法…………………………………… 81
5．5．2　模塊化產品族的兩種設計模式…………………………………………………… 82
5．5．3　模塊接口…………………………………………………………………………… 84
5．5．4　產品變型設計實例………………………………………………………………… 85
5．6　本章小結………………………………………………………………………………… 86
參考文獻……………………………………………………………………………………… 87
第6章　參數(shù)化有限元分析技術……………………………………………………………… 89
6．1　參數(shù)化有限元分析技術原理與方法步驟……………………………………………… 89
6．1．1　參數(shù)化有限元分析………………………………………………………………… 89
6．1．2　參數(shù)化有限元分析技術的原理與實現(xiàn)方法……………………………………… 89
6．1．3　參數(shù)化有限元分析的步驟………………………………………………………… 90
6．2　齒輪的參數(shù)化有限元分析……………………………………………………………… 91
6．2．1　漸開線斜齒輪的參數(shù)化建模……………………………………………………… 91
6．2．2　漸開線斜齒輪的模態(tài)分析………………………………………………………… 94
6．2．3　實驗分析…………………………………………………………………………… 95
6．3　齒輪變幅器的參數(shù)化有限元分析……………………………………………………… 97
6．3．1　齒輪變幅器的數(shù)學模型…………………………………………………………… 97
6．3．2　齒輪變幅器的優(yōu)化設計…………………………………………………………… 98
6．3．3　齒輪變幅器的參數(shù)化設計……………………………………………………… 101
6．4　小車架的參數(shù)化有限元分析………………………………………………………… 103
6．4．1　基于APDL的有限元分析特征模型的建立…………………………………… 103
6．4．2　小車架典型部件的靜力學分析………………………………………………… 107
6．4．3　小車架定滑輪組梁的靜剛度分析……………………………………………… 109
6．4．4　小車架整體結構的靜力學分析………………………………………………… 111
6．5　本章小結……………………………………………………………………………… 115
參考文獻……………………………………………………………………………………… 115
第7章　三維模型驅動的工程圖調整技術…………………………………………………… 116
7．1　機械產品三維變型設計后的工程圖調整技術流程與原理………………………… 116
7．1．1　機械產品三維變型設計后的工程圖調整技術流程…………………………… 116
7．1．2　視圖比例調整原理……………………………………………………………… 117
7．1．3　位置調整原理…………………………………………………………………… 118
7．1．4　視圖位置調整原理……………………………………………………………… 120
7．1．5　裝配圖明細表調整原理………………………………………………………… 121
7．2　端梁三維主模型與工程圖主模板的建立…………………………………………… 123
7．2．1　端梁三維變型設計步驟………………………………………………………… 123
7．2．2　端梁工程圖主模板的建立……………………………………………………… 127
7．3　端梁變型設計程序的步驟和內容…………………………………………………… 128
7．4　工程圖屬性信息的自動提取………………………………………………………… 129
7．4．1　程序提取工程圖信息的具體步驟……………………………………………… 129
7．4．2　程序的內容和步驟……………………………………………………………… 131
7．4．3　所涉及的API函數(shù)功能與語法介紹…………………………………………… 132
7．5　視圖布局調整的實現(xiàn)步驟…………………………………………………………… 133
7．6　注解布局調整的實現(xiàn)步驟…………………………………………………………… 135
7．7　視圖自動斷裂的實施步驟…………………………………………………………… 136
7．8　圖紙格式轉換的實施步驟…………………………………………………………… 137
7．9　本章小結……………………………………………………………………………… 137
參考文獻……………………………………………………………………………………… 139
第8章　機械產品模型驅動定制設計平臺的開發(fā)…………………………………………… 140
8．1　定制設計平臺的功能模塊…………………………………………………………… 140
8．2　設計系統(tǒng)開發(fā)工具的選擇…………………………………………………………… 143
8．3　二次開發(fā)技術………………………………………………………………………… 145
8．3．1　二次開發(fā)的兩種方式…………………………………………………………… 145
8．3．2　SolidWorks二次開發(fā)技術……………………………………………………… 146
8．3．3　SolidWorks二次開發(fā)實例……………………………………………………… 149
8．3．4　ANSYS二次開發(fā)……………………………………………………………… 154
8．3．5　PDMWorks二次開發(fā)…………………………………………………………… 154
8．3．6　Excel二次開發(fā)………………………………………………………………… 156
8．3．7　Word二次開發(fā)………………………………………………………………… 157
8．4　網(wǎng)絡開發(fā)……………………………………………………………………………… 157
8．4．1　創(chuàng)建FTP站點…………………………………………………………………… 157
8．4．2　構建Web服務器………………………………………………………………… 158
8．5　定制設計平臺的功能模塊開發(fā)……………………………………………………… 159
8．5．1　參數(shù)設置模塊…………………………………………………………………… 159
8．5．2　模型驅動模塊…………………………………………………………………… 160
8．5．3　有限元分析模塊………………………………………………………………… 161
8．5．4　工程圖調整模塊………………………………………………………………… 161
8．5．5　工作站并行工作原理…………………………………………………………… 162
8．5．6　橋式起重機橋架的模型驅動定制設計流程…………………………………… 162
8．6　本章小結……………………………………………………………………………… 163
參考文獻……………………………………………………………………………………… 164
第9章　共享模型驅動的機械產品定制設計實例…………………………………………… 165
9．1　堆垛機金屬結構的定制設計實例…………………………………………………… 165
9．1．1　參數(shù)設置………………………………………………………………………… 166
9．1．2　部件模型驅動…………………………………………………………………… 170
9．1．3　有限元分析……………………………………………………………………… 171
9．1．4　工程圖調整……………………………………………………………………… 172
9．2　鑄造起重機小車架模型驅動定制設計實例………………………………………… 172
9．2．1　參數(shù)設置………………………………………………………………………… 175
9．2．2　部件設計計算校核……………………………………………………………… 180
9．2．3　有限元分析設置………………………………………………………………… 182
9．2．4　部件模型驅動…………………………………………………………………… 182
9．2．5　有限元分析校核………………………………………………………………… 183
9．2．6　工程圖優(yōu)化調整………………………………………………………………… 183
9．3　模型驅動的橋式起重機小車定制設計實例………………………………………… 184
9．3．1　參數(shù)設置………………………………………………………………………… 185
9．3．2　部件設計計算校核……………………………………………………………… 189
9．3．3　部件模型驅動…………………………………………………………………… 190
9．4　模型驅動的橋式起重機橋架定制設計實例………………………………………… 191
9．4．1　參數(shù)設置………………………………………………………………………… 193
9．4．2　模型驅動………………………………………………………………………… 196
9．4．3　設計文檔的生成………………………………………………………………… 197
9．5　本章小結……………………………………………………………………………… 197
參考文獻……………………………………………………………………………………… 197