紡織機械輥筒結(jié)構(gòu)零件CAD-CAE系統(tǒng)研究.pdf

1、針對紡織機械輥筒類零件設(shè)計和制造的現(xiàn)狀,運用CAD／CAE集成技術(shù),對現(xiàn)有的設(shè)計方法進行探索和研究。本文根據(jù)紡織機械中不同型號輥筒類零件的結(jié)構(gòu)差異,實現(xiàn)了紡織機械輥筒類零件的CAD和CAE對接,提高了輥筒類零件設(shè)計和分析效率,從而達到縮短研制周期的目的。
　　 CAD技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從理論研究到現(xiàn)在廣泛工程化應(yīng)用階段?，F(xiàn)在CAD技術(shù)向著開發(fā)性、標準化、集成化和智能化發(fā)展,這為CAD技術(shù)應(yīng)用提供了更加廣闊舞臺。有限元技術(shù)是目前求解

2、連續(xù)體問題最為流行的一種數(shù)值方法,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和有限元法理論的逐漸成熟,推動有限元分析軟件商業(yè)化。但是,長久以來CAD和CAE是獨立發(fā)展的,沒有很好的融合。為了克服模型信息孤島,對CAD和CAE進行集成,是非常必要的,也是未來發(fā)展的必然趨勢。
　　 研究的重點是紡織機械中輥簡類結(jié)構(gòu)零件的CAD／CAE集成。輥筒類零件是紡織機械中應(yīng)用比較廣泛的非標準件之一。根據(jù)功能、用途和承受載荷的不同,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,會各有差異,但是輥筒

3、零件的基本結(jié)構(gòu)是相同的。根據(jù)紡機企業(yè)多年的設(shè)計制造經(jīng)驗,將常用的20多種輥筒類零件縮減歸并為外圓焊接式、端面焊接式、單幅板焊接式、雙幅板焊接式、螺紋連接式、固定芯軸式這6大類,在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)系列化和標準化,減少在制造過程中的工裝,大大減少了加工生產(chǎn)成本。
　　 在輥筒類零件CAD／CAE集成中,需要解決的核心問題是CAD軟件中模型過渡到CAE軟件中。工程上最直接的做法是通過step、iges和sat等中間格式進行轉(zhuǎn)換,這種粗放的

4、做法忽略了CAD軟件和CAE軟件對幾何模型要求的差異性。CAD模型是體現(xiàn)對細節(jié)的表達,詳細清楚表達每一個細小的倒角,微小孔、洞。CAE模型體現(xiàn)的物體熱學、力學、電磁學等本質(zhì)特征(這里只探討力學特征)。為了將CAD模型非常細致過渡到CAE模型,一種比較好的解決方案是引入骨架降維(skeletal dimensional reduction)的方法,將CAD模型去細節(jié)化,進行骨架簡化。
　　 CAD／CAE集成平臺,是在Visual

5、 Studio2005平臺上,使用VB.NET進行開發(fā)。根據(jù)縮減歸并的6大類輥筒零件,構(gòu)建參數(shù)化輥筒零件庫。集成平臺獲取三維模型的特征和參數(shù),并且可以根據(jù)用戶的需要,對模型進行驅(qū)動。根據(jù)輥筒類零件的主參數(shù)和特點,對模型進行骨架簡化,并生成骨架簡化后的CAE有限元模型。
　　 CAD／CAE集成平臺,為輥筒類零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計,提供了專業(yè)的工具和手段,快速對輥筒類結(jié)構(gòu)零件進行有限元分析。該平臺對紡織機械輥筒類零件典型結(jié)構(gòu)進行測試,建立