海洋工程绞车的数字化设计系统研究
本文选题:数字化设计 + 参数化建模 ; 参考:《哈尔滨工程大学》2016年硕士论文
【摘要】:当前海洋工程设备市场竞争日益加剧,用户需求变化迅速,同时其功能和结构也日益复杂,传统的设计技术已难以适应现代海洋工程装备的这种变化。针对这一问题,本文以某企业“海洋工程绞车”为研究对象,构建了包括产品数字化设计、仿真分析、优化设计等功能的“海洋工程绞车数字化设计系统”,以实现缩短研发周期、减少研发经费、降低开发风险、保证设计合理的目的。主要研究内容如下:首先,在对数字化设计理论及CAD/CAE系统集成技术深入研究的基础上,利用VC对CAD/CAE系统进行集成开发,实现CAD/CAE系统之间的数据交换,从而提高产品的开发效率,保证数据传输的准确性,作为后续构建面向新产品研发设计基础。其次,在深入研究海洋工程绞车工作机理、主要结构、设计理论的基础上,结合参数化建模技术建立了关键零部件的信息模型、约束网络及其几何模型,并构建了可实现海洋工程绞车标准件、定制件和系列化部件的设计及建模的参数化设计系统,从而达到快速设计、自动建模等目的。同时,基于所建立的海洋工程绞车数字化模型,实现产品数字化仿真分析和优化设计。具体工作以海洋工程绞车的卷筒部装和带式制动器部装为对象,对其进行静力学分析,确保在额定工况下,卷筒部装和带式制动器部装能够安全的工作;除此之外,对卷筒进行了尺寸参数优化设计,在保证卷筒强度极限的前提下使卷筒整体重量最轻,从而达到节省材料,降低成本的目的。最后,结合瀑布模型的软件系统开发流程,利用CAD/CAE系统集成技术,开发了包括产品数字化设计、有限元分析及优化设计功能模块的海洋工程绞车设计系统,企业的实际运营表明,对缩短设计周期、提升设计质量有显著效果。本文基于机械产品数字化设计思想,从产品数字化建模入手,构建以产品模型的快速建立为中心,包括有限元分析和优化设计等功能模块的“海洋工程绞车数字化设计系统”,取得了良好的应用效果,其开发思想、理论、方法可以对其它类似的海洋工程装备的数字化设计系统的开发提供有益的借鉴和参考。
[Abstract]:At present, the market competition of marine engineering equipment is increasing day by day, the demand of users is changing rapidly, at the same time, its function and structure are becoming more and more complex, the traditional design technology has been difficult to adapt to the change of modern marine engineering equipment. In order to solve this problem, a digital design system of ocean engineering winch is constructed, which includes the functions of product digitization design, simulation analysis, optimization design and so on. In order to shorten the research and development cycle, reduce R & D funding, reduce development risks, to ensure the design of a reasonable purpose. The main research contents are as follows: firstly, based on the deep research of digital design theory and CAD / CAE system integration technology, the CAD / CAE system is integrated and developed by VC to realize the data exchange between CAD / CAE systems, thus improving the efficiency of product development. To ensure the accuracy of data transmission, as a basis for the subsequent construction of new product development and design. Secondly, on the basis of deeply studying the working mechanism, main structure and design theory of the winch, the information model, constraint network and its geometric model of the key parts are established in combination with the parametric modeling technology. A parameterized design system which can realize the design and modeling of standard parts, custom-made parts and serialized components of marine winch is constructed, which can achieve the purpose of rapid design and automatic modeling. At the same time, based on the digital model of marine engineering winch, the product digitization simulation analysis and optimization design are realized. The concrete work takes the reel part of the marine engineering winch and the belt brake part as the object, carries on the statics analysis to ensure that under the rated working condition, the reel part and the belt brake part can work safely; in addition, The optimum design of the dimension parameters of the reel is carried out to make the whole weight of the reel the lightest on the premise of ensuring the limit of the strength of the reel so as to save the material and reduce the cost. Finally, combining the software system development process of waterfall model, using CAD / CAE system integration technology, the design system of marine engineering winch is developed, which includes the function modules of product digitization design, finite element analysis and optimization design. The actual operation of the enterprise shows that it has remarkable effect on shortening the design cycle and improving the design quality. Based on the idea of digital design of mechanical products, this paper starts with the digital modeling of products, and constructs a "digital design system for marine engineering winch", which is centered on the rapid establishment of product models, including finite element analysis and optimization design and other functional modules. Good application results have been obtained, and its development ideas, theories and methods can provide useful reference for the development of other similar digital design systems for marine engineering equipment.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.7;U664.44
【参考文献】
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,本文编号:2113436
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