基于CATIA平臺(tái)的鐵道車輛車軸參數(shù)化CAD系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)高速化發(fā)展和信息技術(shù)的日新月異，用戶對(duì)提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的要求越來(lái)越高。目前市場(chǎng)上主流的三維CAD軟件都具有行業(yè)通用性，但是所有的客戶需求都具有個(gè)性化，因此，進(jìn)行三維設(shè)計(jì)軟件二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)設(shè)計(jì)的需求具有重要意義。鐵道車輛車軸作為鐵道車輛轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件之一，由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他零部件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)車軸設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算集成具有重要的工程實(shí)踐意義。
　　系統(tǒng)介紹基于CATIA

2、V5平臺(tái)二次開發(fā)的主要方式和基本原理，利用CATIA V5CAA二次開發(fā)技術(shù)開發(fā)車軸參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將靈活性高于傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)的變結(jié)構(gòu)體參數(shù)化設(shè)計(jì)方法引入CATIA V5平臺(tái)，設(shè)計(jì)出與CATIA界面深度貼合的鐵道車輛車軸參數(shù)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析操作界面，系統(tǒng)具有更新、擴(kuò)充和維護(hù)車軸模板庫(kù)的功能。
　　采用CATIA高級(jí)仿真模塊的網(wǎng)格自動(dòng)生成技術(shù)，對(duì)車軸實(shí)體表面用四邊形網(wǎng)格進(jìn)行離散化處理，生成車軸離散模型，方便對(duì)車軸進(jìn)行力矩及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和

3、安全系數(shù)的求解;利用CATIA三維建模功能抽象出車軸受力分析模型，創(chuàng)建車軸載荷加載界面，實(shí)現(xiàn)車軸載荷加載過(guò)程的可視化。在CATIA中自定義載荷屬性并以箭頭表示，能夠?qū)崿F(xiàn)車軸載荷類型、位置、方向和大小可視化指定，并可針對(duì)不同工況以車軸受力模型為基礎(chǔ)進(jìn)行加載和輸出，并根據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行車軸載荷求解。
　　以二次開發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了車軸求解參數(shù)如應(yīng)力集中系數(shù)、許用應(yīng)力、過(guò)盈配合區(qū)域、危險(xiǎn)截面的可視化指定;根據(jù)EN13103和EN1310

4、4標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的車軸應(yīng)力分析方法進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，實(shí)現(xiàn)車軸力矩、節(jié)點(diǎn)應(yīng)力及安全系數(shù)的求解計(jì)算。
　　本文研究利用OpenGL進(jìn)行云圖可視化的基本原理，以C++和OpenGL圖形處理接口開發(fā)車軸應(yīng)力和安全系數(shù)云圖可視化系統(tǒng)，調(diào)用EXCEL中的線圖處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車軸彎矩圖以及危險(xiǎn)截面計(jì)算結(jié)果的線圖顯示。
　　鐵道車輛車軸參數(shù)化CAD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車軸CAD設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析的集成，驗(yàn)證了在CATIA V5平臺(tái)進(jìn)行鐵道車輛相關(guān)零部件二次開發(fā)