数字化设计与制造-范例4

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1、数字化设计课程设计数字化设计课程设计学院：机械电子工程学院指导教师：鲁聪学生：汪洋201222080108朱新朝201222080604于海涛201222080614数字化设计课程设计目录前言3第一章鞋子传统加工工艺31.1材料介绍31.2男士凉鞋有限元分析31.2.1受热分析31.3女式凉鞋有限元分析31.3.1受力分析31.3.2热分析3第二章鞋底原形件表面逆向工程研究32.1引言32.2逆向工程技术32.2.1概述32.2.2逆向工程系统32.2.3逆向工程研究现状32.2.4逆向工程技术的应用32.2.5相关软件的介绍32.

2、3鞋底原形件的逆向工程研究32.3.1测量方法研究32.3.2测量设备及测量方法32.3.3鞋底三维点群数据的获取以及曲面的重构32.4本章小结3第三章仿生类比信息的提取与仿生改形鞋底试件的快速原型制造33.1非光滑形态选取的仿生学基础33.2仿生类比信息的提取33.3快速原型制造技术33.3.1概述33.3.2基本原理33.3.3主要分类33.4仿生改形鞋底试件的加工3数字化设计课程设计3.4.1快速原型制造设备的选择与介绍33.4.2计算机三维改形建模33.4.3仿生改形鞋底试件加工33.5本章小结3参考文献3数字化设计课程设计

3、前言近些年来，随着人们生活水平的提高，人们对鞋子的要求也越来越高了。为了满足人们既对外观款式的要求，又对舒适度的要求，对鞋子的快速研发渐渐受到企业的重视。现代制造业也正是在这种背景下如雨后春笋般得到了蓬勃发展。它要求现代信息技术与传统制造业相结合，采用CAD/CAE/CAM/CAPP技术，充分发挥它们各自的优点，从而满足现代制造业的需求。鞋子的快速研发与制造也是在此前提下得以实现的。第一章鞋子传统加工工艺1.1材料介绍1、乙烯醋酸乙烯共聚物和聚氯乙烯乙烯／醋酸乙烯酯共聚物（又称乙烯／乙酸乙烯酯共聚物），是由乙烯（E）和乙酸乙烯酯（V

4、A）共聚而制成，英文名称为：EthyleneVinylAcetate，简称为EVA，或E/VAC。2、特性乙烯／醋酸乙烯酯共聚物的特点是具有良好的柔软性，橡胶一样的弹性，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好，着色和成形加工性好。它在常温下为固体，加热融熔到一定程度变为能流动，并具有一定黏度的液体。3、用途一般情况下，乙酸乙烯酯含量在5%以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶黏剂等；乙酸乙烯酯含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等

5、；乙酸乙烯酯含量在20%~28%的EVA，主要用于热熔黏合剂和涂层制品；乙酸乙烯酯含量在5%~45%，主要产品为薄膜（包含农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔黏合剂等。44数字化设计课程设计乙酸乙烯共聚物，高分子材料。常用于慢跑、慢步、休闲鞋、足训鞋中底。 优点：轻便、弹性好、柔韧度好、不易皱，有着极好的着色性、适于各种气候。缺点：易吸水，不易腐蚀不利环保、易脏。4、EVA属性表1材料属性比热密度传热系数Eve发泡橡胶400.691.2男士凉鞋有限元分析鞋有很多不同的材料组成，在本文中主要进行鞋的热分析，而除鞋底外，其他

6、部分在分析中对结果影响很小，因而本文分析以鞋底为主，不考虑其他部分。鞋底材料有很多种，现下在凉鞋，休闲鞋类的多用EVA，这种具有材料抗腐蚀性，高弹性，轻柔和良好的着色性能。本文对鞋底进行热分析，主要是验证运用这种材料的鞋，在高温的地面上行走时，是否会因为传热的原因，使得人的脚面应长期接触而感到不适。本文有限元分析采用ANSYS10.0软件，在ug中进行鞋底的三维建模，然后导入ANSYS中进行鞋底的热分析。在本文中，主要是研究鞋底的热传导问题，在分析过程中简化鞋底的模型，材料选择EVA发泡橡胶，并假设：（1）鞋底材料是均匀等向的。（2

7、）在一定程度上，数值可能会有较大的误差，具体的数据结果可能无法到达或不够精确，但可以通过定性来研究。1.2.1受热分析1.有限元模型建立44数字化设计课程设计在整个有限元分析过程中最重要的环节是有限元前处理模型的建立，这过程一般包括几何模型的建立，网格划分，载荷与约束的添加和材料的定义等。他对后期分析求解有着直接的影响，影响仿真的精度和效率。建模的基本原则是保证建模的准确性。为保证计算精度，模型必须能够如实反映鞋底的几何特征和力学性能。为提高模拟计算的效率，在建模时还必须考虑单元类型，数量和质量等因素。由于三维建模是在ug中完成的，

8、然后保存为igs文件让后导入ANSYS的，各种数据和模型在前面建模中已有详细描述，这里就不多赘言。模型如下图1-1所示：图1-1UG建模建模的原则：（1）在保证计算目的和精度条件下，适当的简化模型；（2）合理的选择单元类型，减少输入数