虚拟设计技术及其工程应用

发布时间：2020-06-22 13:31

【摘要】： 制造业信息化是国家为全面提升我国制造业的市场竞争能力而确定的“十·五”期间的重点技术发展方向，同时将数字化设计技术作为制造业信息化的四大组成技术之一予以推进。 本文认为数字化设计技术的技术体系应包括产品信息及设计过程数字化(即CAD)、产品制造工艺数字化(CAP)和设计制造过程数字化(CAM)三个组成部分。目前在CAD和CAM方向已经取得了长足的进展，但在CAP的方向上相对滞后，制约了数字化设计技术的发展。 虚拟设计技术相对传统设计技术而言，融合了仿真与模拟技术，通过仿真与模拟对产品的制造工艺进行虚拟实验，对产品的可制造性及制造工艺合理性进行预测、评价和优化，虚拟设计技术是产品制造工艺数字化技术(CAP)的代表技术之一。 基于上述观点，结合组合式制动梁生产技术及装备，以有限元技术为工具，对组合式制动梁生产技术及装备进行了虚拟设计技术的工程实践与应用。 针对组合式制动梁的主要零件——制动梁架的热成形过程，利用有限元软件ANSYS，综合考虑传导、辐射、对流的因素，特别是复杂辐射面间相互吸收辐射能的影响，对热成形区的整个过程进行了热力学分析，作出了温降曲线，为各工位节拍、机械手动作、生产工艺及生产线的设计提供了依据。在热分析过程中，创新性采用“多继承建模法”，成功解决了由于工件切分导致单元网格撕裂及节点分离而致使建立在连续介质假设之上的有限元方法不能模拟此种情况的问题。这一方法为解决类似的工程问题提供了参考。 通过有限元结构分析，确定了冷装配区安装中间支柱的拉开方案；分析了工件误差形成机理，提出了误差检测方案；并根据该检测方案通过分析模拟，确定了合理的校形方案。 上述虚拟设计的实践与结果，对组合式制动梁生产及生产线的设计取得了明显的预测与评价作用，同时也证实了作者关于虚拟设计技术在产品数字化设计技术乃至制造业信息化的技术体系中的地位与作用的观点。
【学位授予单位】：机械科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TH122
【图文】：

从产品对象到其物化过程还需要进行可行性与合理性的预测与评价，即计算机辅助工艺设计(CAP)，因此作者认为完整的数字化设计的技术体系包括CAD、CAP和CAM三个方面，其相互关系如图1一1所示。图1一1数字化设计技术的技术体系长期以来，在CAD和CAM方面己经取得了长足的进展，大量成熟的CAD、CAM系统已经投入实际应用。但由于工艺问题的多样性与理论复杂性，在CAP方面发展相对滞后，制约了数字化设计技术的整体发展速度。

图1一1制动梁制动原理图九·五”期间，中车公司的科技发展规划明确指出:推加强产品开发实现机车车辆上质量、上水平、上挡次，展重点是重载、提速、提高产品的可靠性。齐车公司立新型转向架以顺应铁路市场的发展需求。为此新设计了重转向架等新产品，是国内货车转向架的升级换代产品梁则为新型转向架的关键部件，从使用安全和适用性都钢组焊而成的结构。前美国货车转向架主要使用该种新型制动梁，而我国使均从美国杰克森公司进口。为适应市场激烈竞争的需要国际市场，拓宽产品创收渠道，同时也为现代车辆提供

【引证文献】

相关硕士学位论文 前4条

1 纪国伟;无心外圆磨床结构动态分析与优化设计研究[D];东南大学;2006年

2 郑佳明;高架桥式高速五坐标龙门加工中心动力学仿真研究[D];东南大学;2006年

3 贾菊韵;轴承滚道磨床结构的动态分析与优化[D];上海交通大学;2007年

4 倪向阳;龙门加工中心结构动力学建模与优化设计研究[D];东南大学;2005年

本文编号：2725741