经典图书 发表时间: 2013-12-19 作者: 方晶*袁洪*谢继伟 来源: 万方数据
关键字: SolidWorks 海工产品设计
本文结合公司海工产品2400吨双臂架变幅式起重船外形尺寸,通过参数化变形设计,快速生成3200吨双臂架变幅式起重船三维模型;利用SolidWorks 2012软件设计、仿真一体化的优势,在较短的时间内完成了2x1600吨双臂架变幅式起重船起重机项目的产品方案确定、整体设计、仿真和优化等一系列过程,并快速准 确完成工程总图。
一、引言
随着计算机辅助设计工具CAD软件的普及,三维技术的集成化,传统分散的二维设计计算、 模型优化和出图等环节已逐渐被整合在一起,从而能够快速、准确完成整个产品设计,大大提高工作效率。本文通过以 SolidWorks 2012工具软件为基础的三维数字化创新平台,结合公司海工产品2400吨起重机,快速转换为3200吨起重机 模型的参数化设计过程,对比开发周期、设计成本、人员使用情况,体现三维设计技术在产品设计和仿真的重要意义。表为三维设计与二维设计优势对比。
表1 三维设计与二维设计优势对比
二、起重机总体设计
为了实现2 400吨起重机快速准确地设计变形成3200吨起重机,在总体设计中将整个起重机分为若干部件,同时满足多人协同设计。其中船体组件、人字架组件、吊臂组件、吊臂铰座和钢绳组件采用参数化设计;起重机总体设计分为以下部分:船体组件、人字架组件、吊臂组件、吊臂臂头、吊臂铰座、滑轮组、卷扬机组及其他零部件等。
1.起重机总体设计
用三维 草图代替实际 模型,在布局中设置关键参数,这些参数为后续的三维设计提供参考。这种“ 自顶向下”的参数化设计方式符合设计习惯,并为下文的设计变形提供了依据。图1为2400吨起重机整体参数布局。
图1 2400吨起重机整体参数布局
2.起重机吊臂部分设计
在满足总体设计要求的情况下,对关键零部件进行详细设计。在设计过程中,充分考虑设计参数的关联性和可变性,吊臂部分同样用参数化设计。图2为吊臂部分参数化设计布局。
图2 起重机吊臂部分参数布局
3.起重机船体部分设计 船体部分结构决定其他零部件的布局,对船体部分尺寸参数化设计,有利于船体上其他机构的布局定位,通过参数约束,可以快速生成需要参数化的 模型。
图3 起重机船体参数布局 三、起重机参数化设计变形 首先利用 SolidWorks 2012参数建模的方法将2400吨起重机的图样用三维 模型建立,图4为建立的2400吨起重机整体 模型。通过此 模型进行参数化改造,从 模型中提取整个起重机的必要尺寸,例如,船体组件部分的船体长、宽;船体和人字架之间距离,吊臂铰座之间距离等,将这些尺寸用参数定义好并设置参数方程,为便于设计变形,将这些参数导出保存为“.txt”文本文档格式,整理3200吨起重机的设计尺寸,替换掉2400吨起重机的对应尺寸,保存后,在软件中将新的参数导入,使3200吨 模型借助2400吨 模型迅速产生,图5为船体组件变形参数截图。
图4 起重机整体 模型
图5 船体组件变形参数截图 人字架组件、吊臂组件、吊臂铰座、滑轮组及卷扬机等同样采用这种方式可以快速生成 模型,更新 模型后,3200吨起重机 模型就已建立完成。通过对比,发现参数化设计 模型效率能提高一半,比传统的二维设计简单、不易出错,而且所建 模型直观,有干涉或者不合理的位置可以直接从 模型上看出,及时更正。原先设计每个部件需要一个人负责,现在一个人可以完成整个 模型的设计,明显缩短研发周期,设计效率大大提升。
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