SolidWorks软件在海工产品设计和仿真中的应用（一）

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

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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。

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图1 2400吨起重机整体参数布局

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。

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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。

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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。

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图4 起重机整体模型

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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。