基于CAD-CAE混合模板庫的鍛壓機床快速設(shè)計、優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著市場需求的分化和買方市場的形成，市場競爭中消費者需求呈現(xiàn)多樣化、差異化和個性化。部分領(lǐng)域的客戶已經(jīng)開始要求能夠完全定制產(chǎn)品。如何利用快速設(shè)計、優(yōu)化來解決這一類個性化產(chǎn)品定制問題，降低產(chǎn)品成本，提高企業(yè)響應(yīng)速度成為眾多學(xué)者關(guān)注的問題，也是本文的主要研究內(nèi)容。 論文首先分析了目前鍛壓機床企業(yè)面臨的問題，結(jié)合國內(nèi)外快速設(shè)計、優(yōu)化方法的研究情況，指出了目前鍛壓機床設(shè)計、優(yōu)化中的一些不足之處，最后提出了論文解決的關(guān)鍵問題和研究意義。

2、 針對目前鍛壓機床設(shè)計過程與優(yōu)化過程集成度不高的問題，本文嘗試建立了能同時兼容設(shè)計與優(yōu)化這兩個環(huán)節(jié)所需要的鍛壓機床CAD/CAE混合模板庫。將快速高效的參數(shù)化方法從一般的模型設(shè)計深入到有限元結(jié)構(gòu)仿真分析，以實現(xiàn)在調(diào)整設(shè)計參數(shù)之后能夠迅速得到新的設(shè)計模型，并迅速得到對新的設(shè)計模型的分析結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，提出了基于混合模板庫的鍛壓機床產(chǎn)品快速設(shè)計、優(yōu)化的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)。 隨后，本文結(jié)合基于特征的有限元模型的抽象與簡化原理，并基于

3、Pro/Engineer闡述了從CAD模型到CAE模型建立過程。以仿蜂窩結(jié)構(gòu)的鍛壓機床橫梁為例，論述了利甩APDL立了其參數(shù)化有限元分析模型的方法。然后使用XML語言描述了基于APDL的參數(shù)化有限元分析模型，并采用XSD定義了其前處理，后處理的過程，為結(jié)合客戶需求快速建立有限元分析模型提供了基礎(chǔ)。 作為混合模型庫的鍛壓機床產(chǎn)品快速設(shè)計、優(yōu)化方法的一種具體實現(xiàn)，本文提出了一種新的產(chǎn)品設(shè)計模式一客戶需求驅(qū)動的鍛壓機床產(chǎn)品快速設(shè)計系統(tǒng)

4、。該系統(tǒng)從客戶需求出發(fā)，得到產(chǎn)品設(shè)計需求目標(biāo)，并采用設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣(DSM)來進行設(shè)計活動的協(xié)調(diào)安排。然后通過模板匹配，提取混合模型庫中的CAD模板信息，再根據(jù)設(shè)計知識快速求解設(shè)計參數(shù)。對于這種新型設(shè)計模式采用到的各項技術(shù)，結(jié)合Pro/Engineer平臺的強大三維建模功能，利用Pro/Toolkit開發(fā)工具在Pro/Engineer中給出了系統(tǒng)的實現(xiàn)，提供了成功的具體應(yīng)用實例。 然后本文闡述了利用混合模板庫，結(jié)合客戶需求快速建立

5、有限元分析模型。為此首先介紹了產(chǎn)品CAE有限元模型的快速建立過程中的數(shù)據(jù)流向、有限元分析特征的確定以及從混合模板庫中CAE模板信息的提取方法。其次介紹了基于XML的通用數(shù)據(jù)交換技術(shù)，CAD/CAE模型數(shù)據(jù)XML表達，最后介紹了鍛壓機床典型產(chǎn)品CAD/CAE模型快速設(shè)計、優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)。 應(yīng)用前文建立的有限元分析模板，本文嘗試將Kagome和Triangle蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用于液壓機橫梁，進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性設(shè)計。其中針對由于Kagome結(jié)構(gòu)突