大型全纤维曲轴虚拟制造的参数化平台设计

发布时间：2017-08-18 18:21

  本文关键词：大型全纤维曲轴虚拟制造的参数化平台设计

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【摘要】：大型全纤维曲轴是船用发动机等重型机械的主要组成部分,也是其中尺寸最大的部件,它的形状结构和尺寸也在很大程度上影响并决定着发动机乃至整个船舶的整体尺寸。曲轴在船用发动机中主要起着传输动力的作用,在整个工作过程中要受到扭矩和弯矩,极易发生振动和疲劳断裂,对整个船舶的寿命起着决定性的作用。故而,大型船用曲轴不仅需要有好的强度、刚度,也需要有良好的综合性能。大型曲轴又由于尺寸庞大,加工过程复杂,所以有必要在曲轴实际加工生产前进行参数化设计和虚拟制造来验证其尺寸和性能是否符合实际生产的需要。本文以大型全纤维曲轴的参数化设计为研究对象,选取Solidworks为开发平台,运用VC++编程语言,对Solidworks进行二次开发,建立了大型全纤维船用曲轴的子特征插件,经过组合装配,完成了整个曲轴和虚拟制造过程中模具的参数化设计。最后在金属塑性成形软件DEFORM-3D平台上对参数化设计中生成的毛坯和模具进行了塑性成形仿真,从而验证了参数化平台设计的合理性。具体研究内容包括:(1)将大型全纤维船用曲轴进行子特征分析,分别建立各个子特征的实体模型零件库,再通过组合装配形成整个曲轴。(2)在Solidworks平台上运用VC++进行二次开发,对曲轴的子特征采用尺寸驱动方式进行参数化设计;分别建立其参数化建模插件,再装配完成整体曲轴的参数化建模设计。(3)以曲轴单拐的虚拟制造为研究对象,在Solidworks平台上用VC++建立虚拟制造过程中的毛坯和模具的参数化设计插件,并进行相关位置的设定。(4)分别就阶梯轴毛坯和光轴毛坯在DEFORM-3D平台上进行虚拟制造,来验证曲轴参数化平台设计的合理性和单拐锻件的各项性能,为之后实际生产提供重要依据。
【关键词】：曲轴 Solidworks 参数化 插件 虚拟制造
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U671
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 课题背景7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 曲轴参数化技术8-9
• 1.2.2 曲轴虚拟制造技术9-11
• 1.3 课题主要研究目的及内容11
• 1.4 课题主要创新点及实用意义11-13
• 第2章 大型全纤维曲轴加工工艺13-21
• 2.1 引言13-14
• 2.2 曲轴弯曲镦锻工艺简介14-20
• 2.2.1 RR法14-16
• 2.2.2 TR法16-19
• 2.2.3 NTR法19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 参数化平台开发的方法21-30
• 3.1 引言21
• 3.2 参数化平台建立的工具21-23
• 3.2.1 Solidworks简介21-23
• 3.2.2 VC++6.0 介绍23
• 3.3 VC++6.0 二次开发Solidworks方法及过程23-29
• 3.3.1 Solidworks二次开发API对象及术语简介23-25
• 3.3.2 VC++二次开发Solidworks过程25-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第4章 曲轴参数化平台的设计30-45
• 4.1 引言30
• 4.2 曲轴特征分析30-38
• 4.2.1 单拐参数化特征建模31-35
• 4.2.2 曲轴前端参数化建模35-37
• 4.2.3 曲轴后端参数化建模37-38
• 4.3 生成曲轴实体38-39
• 4.4 单拐模具的参数化设计39-42
• 4.4.1 模具的设计39-40
• 4.4.2 分模面的设计40-41
• 4.4.3 模具的参数化实现41-42
• 4.5 毛坯的参数化设计42-43
• 4.5.1 毛坯的参数化程序实现43
• 4.6 曲轴插件的加载43-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第5章 曲轴单拐的虚拟制造45-57
• 5.1 引言45-46
• 5.2 虚拟制造软件DEFORM-3D简介46-48
• 5.2.1 DEFORM-3D特点及功能46
• 5.2.2 DEFORM-3D组织模块结构46-48
• 5.3 曲轴单拐的虚拟制造48-56
• 5.3.1 几何模型的建立48-49
• 5.3.2 有限元模型的建立49-53
• 5.3.3 模拟求解53
• 5.3.4 后处理及模拟结果分析53-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第6章 结论和展望57-59
• 6.1 结论57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 攻读学位期间取得的研究成果62-63
• 致谢63-65
• 附件65

【参考文献】

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本文编号：696053