复杂零件结构设计分析计算及模拟仿真软件系统的研究
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摘要
复杂零件的设计在整个机械设计中占有着重要的地位。论文在以典型复杂零件——无螺栓十字轴万向联轴器为例，通过对它的结构设计、有限元分析计算、动态仿真以及快速成型制造等设计的全过程的研究，系统阐述了复杂零件设计的一般规律，并最终研制出带有一定通用性的软件系统。
在结构设计中，结合无螺栓十字轴万向联轴器的结构特点，提出实体造型和曲面造型相结合的建模思想，解决了联轴器中复杂的自由曲面的建模问题，并提高了建模的效率。在复杂零件的强度校核中，利用Ansys软件对法兰叉头的有限元分析计算，计算结果与现场基本一致。在完成这些工作的同时，基于联轴器的装配特点，对联轴器进行了装配模拟仿真，并制作了装配动画。考虑到在计算机上模拟仿真以后，不能完全说明零件的装配无干涉，运动状态达到设计要求，因此对实物模型实验——快速成型制造进行了探讨，引入了分层制造的概念。在整个设计的过程中，引入了反馈的思想，即各个设计过程是相互联系，相互参考的。
最后，将这些分离的单个设计过程集成面向复杂零件设计的软件系统。
The design of the complicated part is very important in the mechanical design. Based on the typical complicate part- Coupling with cross of no bolt, the article systemic expounds general regularity of complicated part through it's structural design, analytical calculation of finite element, simulation and rapid prototyping. At last, develop commonality software system.
In the structural design, puts forward the thought of combining solid molding and curved surface based on the feature of coupling, solved the problem of the molding of free surface, at the same time, raise the efficency of molding. In the strength revision of the complicated part, \\ith analytical calculation for flange fork through Ansys. computation result is in agreement with the fact, meanwhile, make assembly simulation for the coupling and assembly cartoon on the basis of the feature of assembly of coupling . Regarding it is not list there is no any question in the assembly and work of the part, so, approach rapid prototyping. In this section, lead in the conception of stratify. In the entire process of design ..quote the thought of feedback.
Finally, assemble the software system of these single design.
在结构设计中，结合无螺栓十字轴万向联轴器的结构特点，提出实体造型和曲面造型相结合的建模思想，解决了联轴器中复杂的自由曲面的建模问题，并提高了建模的效率。在复杂零件的强度校核中，利用Ansys软件对法兰叉头的有限元分析计算，计算结果与现场基本一致。在完成这些工作的同时，基于联轴器的装配特点，对联轴器进行了装配模拟仿真，并制作了装配动画。考虑到在计算机上模拟仿真以后，不能完全说明零件的装配无干涉，运动状态达到设计要求，因此对实物模型实验——快速成型制造进行了探讨，引入了分层制造的概念。在整个设计的过程中，引入了反馈的思想，即各个设计过程是相互联系，相互参考的。
最后，将这些分离的单个设计过程集成面向复杂零件设计的软件系统。
The design of the complicated part is very important in the mechanical design. Based on the typical complicate part- Coupling with cross of no bolt, the article systemic expounds general regularity of complicated part through it's structural design, analytical calculation of finite element, simulation and rapid prototyping. At last, develop commonality software system.
In the structural design, puts forward the thought of combining solid molding and curved surface based on the feature of coupling, solved the problem of the molding of free surface, at the same time, raise the efficency of molding. In the strength revision of the complicated part, \\ith analytical calculation for flange fork through Ansys. computation result is in agreement with the fact, meanwhile, make assembly simulation for the coupling and assembly cartoon on the basis of the feature of assembly of coupling . Regarding it is not list there is no any question in the assembly and work of the part, so, approach rapid prototyping. In this section, lead in the conception of stratify. In the entire process of design ..quote the thought of feedback.
Finally, assemble the software system of these single design.
引文
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[2] 黄锡凯主编，机械原理，北京：高等教育出版社，1965。
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[4] 杨贵明，SWC型十字轴式万向联轴器，机械工程师，1994，1。
[5] 柯尊忠等，无螺栓万向联轴器结构形状优化设计，合肥工业大学学报，2002。
[6] 洪军等，快速成型简介，国家教育部快速成型技术中心，2002。
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[13] 马德昌，实用化立体造型系统的研制方案探讨，北京：北京航天航空大学博士学位论文，1987。
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[18] Gupta R. Prototyping and Design for Assembly Analysis is Using Multimode Virtual Environments [PHD Dissertation].Bostom:Massachusetts Institute of Technology, 1995.
[19] 李伯虎等，现代仿真的发展，计算机世界，2002。
[20] 闵敏等，联合收割机脱粒装置及其装配仿真研究，镇江：江苏理工大学学报，2000，3
[21] 李原等，基于操作模型的装配仿真研究，机械科学与技术，1999。
[22] 张林等，并行工程中的装配仿真系统及其关键技术研究，计算机辅助与图形学学报，1999，3。
[23] 洪军等，RP系统的发展情况，国家教育部快速成型技术中心，2002。
[24] 刘爱林等，快速原型制造中实体信息描述与容错技术，中国机械工程，2000。
[25] 李凡，CAD技术的发展，国家教育部快速成型技术中心，2002。
[26] 王俊等，有限元分析软件Ansys，中国有限元联盟，2002。
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