autodesk inventor參數(shù)化三維建模_第1頁
已閱讀1頁,還剩6頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、<p>  Autodesk Inventor參數(shù)化三維建模</p><p>  摘 要:摘鋼閘門是水工建筑物的重要組成部分之一,是典型的水工金屬結(jié)構(gòu)。在水利水電工程中,平面鋼閘門是應(yīng)用最早、最廣泛的閘門型式之一。因其結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝、維修方便,有互換性等優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于水利水電工程的泄水系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、航運(yùn)系統(tǒng)等。 </p><p>  首先在材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)

2、力學(xué)平面體系法的基礎(chǔ)上對鋼閘門主體部分(面板、主梁、次梁和邊梁等)進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)布置、容許應(yīng)力驗(yàn)算、強(qiáng)度驗(yàn)算和穩(wěn)定驗(yàn)算。其次利用Autodesk Inventor軟件的優(yōu)越功能對設(shè)計(jì)好的平面鋼閘門進(jìn)行參數(shù)化建模,采用先局部后整體的方法先得出閘門的各個(gè)零部件,再將閘門的各個(gè)零部件拼裝成整體,形成平面閘門三維模型。最后利用成型的三維模型所得數(shù)據(jù)代入閘門設(shè)計(jì)驗(yàn)算所設(shè)計(jì)尺寸是否滿足要求,不滿足要求重新進(jìn)行設(shè)計(jì),直到最終滿足要求。最終滿足要求的模型

3、即為平面鋼閘門參數(shù)化三維模型。 </p><p>  關(guān)鍵詞:鋼閘門 框架結(jié)構(gòu)布置 Autodesk Inventor 參數(shù)化模型 </p><p>  中圖分類號(hào):V663+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2013)09-0149-02 </p><p><b>  一、緒論 </b></p><p&g

4、t;  1.閘門的研究現(xiàn)狀 </p><p>  鋼閘門的結(jié)構(gòu)計(jì)算按照《水利水電鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5013-95的規(guī)定和要求來進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算方法有兩種:平面體系方法和空間體系方法[1]。 </p><p>  目前平面鋼閘門的計(jì)算,主要是按平面體系考慮進(jìn)行計(jì)算,而在實(shí)際工作中,是一個(gè)完整的空間結(jié)構(gòu)體系,作用外力和荷載將由全部組成構(gòu)件共同傳遞分擔(dān)。因此,在按平面體系計(jì)算各個(gè)構(gòu)件內(nèi)力時(shí),

5、不管作了多么精細(xì)的假定,總是不能完善的體現(xiàn)出它們真實(shí)的工作情況[2]。整體上說,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用的廣度、深度和效用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于優(yōu)化理論的進(jìn)展,特別是在土木和建筑工程界應(yīng)用的還不普遍。究其原因主要有[3]: </p><p>  1.1理論研究工作與實(shí)際設(shè)計(jì)工作的脫節(jié)。一方面理論研究人員過多關(guān)注研究新算法,工程設(shè)計(jì)人員關(guān)心的是實(shí)用;另一方面,研究人員在解決工程問題時(shí),不熟悉具體工程要求或忽略一些工程要求,致使優(yōu)化結(jié)果

6、不為工程設(shè)計(jì)人員所接受。 </p><p>  1.2對于每一類具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都必須建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,這給工程技術(shù)人員帶來一定的困難,目前,工程中大多數(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題都是通過委托相關(guān)研究人員進(jìn)行的。 </p><p>  1.3現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程中沒有明確規(guī)定采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。目前土木工程界的管理體制和習(xí)慣作法也缺乏使人們追求優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的動(dòng)力。 </p><p> 

7、 對于有些閘門,受的水荷載比較大,主要以靜力設(shè)計(jì)為主。有些鋼閘門,結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題比較突出,以靜力準(zhǔn)則設(shè)計(jì)已不能滿足結(jié)構(gòu)的使用要求,結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過程中,有可能發(fā)生過大振動(dòng),導(dǎo)致破壞。為了提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,迫切要求對以動(dòng)載為主的閘門進(jìn)行動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)。 </p><p>  結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的優(yōu)化設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)一個(gè)分支方向,也是實(shí)際工程中需要解決的問題。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)通常包括對固有頻率、振動(dòng)模態(tài)、頻率響應(yīng)、元件

8、應(yīng)力等的控制。結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化問題的求解更為復(fù)雜和耗時(shí)。與靜力優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用情況比較而言,對結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究還不成熟,究其原因,無疑是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化研究中還存在一些需要突破的困難問題。困難之一,是結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)本身是一個(gè)典型的動(dòng)力學(xué)反問題,為了避免求解的盲目性,應(yīng)該比較清楚地研究其解的存在性與惟一性(即使不是在嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上,也應(yīng)該建立在可信的工程意義上)。此問題又與約束本身的可行域有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)約束中確實(shí)存在像固有頻

9、率這類可行域可能是空集的約束(具有“空集”的約束,稱之謂“關(guān)鍵約束”),從而使問題無解。對于像簡單桁架這類結(jié)構(gòu),姜節(jié)勝等人分析了頻率優(yōu)化解的存在性并提出了相應(yīng)的算法。而對于復(fù)雜結(jié)構(gòu),還有待進(jìn)一步研究。困難之二是,結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性本身是設(shè)計(jì)變量的高度非線性函數(shù),而且,對于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu),通過重分析獲取結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性及其靈敏度計(jì)算工作量很大。因此,針對結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,研究各種計(jì)算量小、計(jì)算精度高的重分析方法也</p>&l

10、t;p>  2. CAD技術(shù)在水工鋼閘門設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>  近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展,鋼閘門設(shè)計(jì)水平也得到了很大的提高。但總的來講尚不能滿足設(shè)計(jì)的需要。一般的設(shè)計(jì)單位計(jì)算機(jī)應(yīng)用僅停留在使用小程序計(jì)算分析某個(gè)部件和直接用AutoCAD交互繪制工程圖的水平上,常規(guī)設(shè)計(jì)速度慢,精度低,設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大,很難對結(jié)構(gòu)進(jìn)行更精確的分析,影響了設(shè)計(jì)的優(yōu)化。因此,提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平,以帶

11、動(dòng)設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)效率的提高,已在業(yè)內(nèi)達(dá)成共識(shí)。 </p><p>  在鋼閘門設(shè)計(jì)上,我國主要設(shè)計(jì)單位已經(jīng)意識(shí)到CAD軟件二次開發(fā)的重要性,并能夠利用lisp、VBA語言開發(fā)相對應(yīng)的一些程序,這些程序改變了以往計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分離的現(xiàn)象,大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量,提高了工作效率,并為今后的鋼閘門軟件系統(tǒng)的開發(fā)提供了大量的經(jīng)驗(yàn),但真正結(jié)合工程設(shè)計(jì)及施工需要的通用鋼閘門的三維可視化設(shè)計(jì)軟件尚未見更多報(bào)道。 </

12、p><p>  二、平面鋼閘門三維建模 </p><p>  1.閘門參數(shù)化建模技術(shù) </p><p>  參數(shù)化建模有兩種方法:自上向下和自下向上。 </p><p><b>  自上向下 </b></p><p>  所謂的自上向下的設(shè)計(jì)就是從整體到局部,先主后次的理念。它強(qiáng)調(diào)從實(shí)體入手,從實(shí)體上

13、衍生出設(shè)計(jì)人員需要的分析計(jì)算模型,二維工程圖模型,通過實(shí)體的參數(shù)化模型帶動(dòng)分析模型和二維工程圖模型的改變,達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率的目的。 </p><p>  自上向下的設(shè)計(jì)理念也符合人類認(rèn)識(shí)事物的基本過程:人們觀察到的總是三維的物體;運(yùn)用投影、剖分等技術(shù)把物體在紙面上表現(xiàn)出來就是工程圖;利用三維模型的簡化模型進(jìn)行計(jì)算就是規(guī)范規(guī)定的方法;從三維實(shí)體模型中得出有限元網(wǎng)格進(jìn)行有限元數(shù)值分析,即可得到細(xì)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移等的

14、詳細(xì)情況。 </p><p><b>  自下向上 </b></p><p>  所謂的自下向上的設(shè)計(jì)理論,就是從局部到整體的設(shè)計(jì)理論,即先分別設(shè)計(jì)制造好單獨(dú)的零部件,再根據(jù)不同的位置和約束關(guān)系,將一個(gè)一個(gè)的零件裝配起來。這種設(shè)計(jì)方法能充分利用現(xiàn)代三維建模軟件強(qiáng)大的零件實(shí)體造型以及零件裝配功能。這種設(shè)計(jì)方法思路簡單,操作快捷、方便,容易被大多數(shù)人員所理解和接受。但是自

15、下向上在設(shè)計(jì)意圖的表達(dá),裝配協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)變更等方面存在不足之處,具體變現(xiàn)為:零件實(shí)體造型是基于零配件特征的設(shè)計(jì),無法表達(dá)和傳遞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖(如產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)要求、裝配關(guān)系等信息),無法支持和指導(dǎo)后繼的設(shè)計(jì)過程。零部件的裝配依靠各零件間的配合關(guān)系,無法完整表達(dá)零部件間的裝配關(guān)系(定位關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系等),且裝配時(shí)操作頻繁,當(dāng)配合關(guān)系較多時(shí)容易出現(xiàn)欠約束和過約束情況。零部件間沒有任何關(guān)聯(lián),當(dāng)某些設(shè)計(jì)參數(shù)改變時(shí),與之相關(guān)的其他設(shè)計(jì)參數(shù)不能同步

16、修改,造成設(shè)計(jì)變更的不一致,由此引起重復(fù)修改及裝配錯(cuò)誤等問題。   2.平板檢修閘門參數(shù)化修正 </p><p>  真正的參數(shù)化設(shè)計(jì)是一個(gè)選擇參數(shù)建立程序、將設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬐评韱栴}的方法。在參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程關(guān)系和幾何關(guān)系來指定設(shè)計(jì)要求。要滿足這些設(shè)計(jì)要求,不僅需要考慮尺寸或工程參數(shù)的初值,而且要在每次改變這些設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)來維護(hù)這些基本關(guān)系,即將參數(shù)分為兩類:其一為各種尺寸值,稱為可變參數(shù);

17、其二為幾何元素間的各種連續(xù)幾何信息,稱為不變參數(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下,系統(tǒng)能夠自動(dòng)維護(hù)所有的不變參數(shù)。 </p><p><b>  2.1參數(shù)化理論 </b></p><p>  參數(shù)化建模是指先用一組參數(shù)來定義幾何圖形尺寸數(shù)值并約束尺寸關(guān)系,然后提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行幾何造型使用。它的主題思想是用幾何約束、數(shù)學(xué)方程與關(guān)系來說明產(chǎn)品模型的形狀特征,從而得

18、到一簇在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計(jì)方案。 </p><p>  參數(shù)化設(shè)計(jì)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題,它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能,還具有自動(dòng)繪圖的功能。目前它是CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng),可使設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來,可以大大提高設(shè)計(jì)速度,并減少信息的存儲(chǔ)量。 </p><p>

19、  參數(shù)化驅(qū)動(dòng)機(jī)制是基于對圖形數(shù)據(jù)的操作,通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制 可以對圖形的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化修改,在修改的同時(shí),還要滿足圖形的約束條件。參數(shù)驅(qū)動(dòng)是一種新的參數(shù)化方法,其基本特征是直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作,因此它具有很好的交互性,用戶可以利用繪圖系統(tǒng)全部的交互功能修改圖形及其屬性,進(jìn)而控制參數(shù)化過程。 </p><p>  對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),采用參數(shù)化建模方法對尺寸進(jìn)行更新,這樣對于不同結(jié)構(gòu)尺寸的產(chǎn)品只需要改變相應(yīng)參數(shù)化

20、尺寸的值就可以自動(dòng)迅速的得到產(chǎn)品的模型,省去了大量重復(fù)過程,提高了設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率。基于此優(yōu)點(diǎn),參數(shù)化建模的思想與功能在諸多CAD軟件中得到應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。 </p><p>  2.2 平板檢修閘門參數(shù)化修正流程 </p><p>  平板檢修閘門參數(shù)化修正流程用下圖表示。 </p><p>  這種由初步建模得出結(jié)構(gòu)的三維模型,再由三維模型去調(diào)整模型的三維可視化設(shè)計(jì)方法,

21、有助于提高設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期、保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,也是今后鋼閘門設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。 </p><p><b>  參考文獻(xiàn) </b></p><p>  [1] 《水利水電鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5013-95).北京:中國電力出版社,1996.1. </p><p>  [2] 安徽省水利局勘探設(shè)計(jì)院.水工鋼閘門設(shè)計(jì),北京:水力電力出版社,19

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論