ug 在机械设计中的应用

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1、UG在机械设计中的应用

2、第1内容显示中0引言虚拟设计是近年来随着计算机辅助设计(CAD)技术和虚拟现实(VR)技术相互结合丽发展起来的一种新兴设计技术。与传统的设计方法相比，虚拟设计开发周期短，可以及时有效地发现和解决设计中存在的问题，提高了设计的质量和效率。目前.UG、Pro/E等大型CAD/CAE/CAM集成化软件可以很好地实现机械产品的虚拟设计。UG是美国UGS公司开发的三维参数化软件，是当前最为先进的面向制造业的计算机辅助设计、分析和制造高端软件之一。UG不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和工程图设计等功能，而且在设计过程中可进行有限元分析和机构运动

3、分析，提高了产品设计的可靠性。同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于数控机床加工。另外，还提供了UG/OPENGRIP和UG/OPENAPI等开发模块.便于用户开发符合自己要求的专用系统。UG以其强大的功能而广泛应用于航空航天、造船、汽车、机械等领域，下面以柱塞泵设计为例，介绍UG的应用。1柱塞泵的建模和装配1.1柱塞泵的建模UG采用基于特征和约束的建模技术，具有交互建立和编辖复杂实体模型的能力，可以快速地进行概念设汁和结构细节设计。它为三维建模提供了多种不同的应用模块，如实体建模、特征建模、自由曲面建模和用户自定义特征等。柱塞泵是由十几个部件组成的，泵体是

4、其中最主要的一个部件，造型相对复杂，下面以泵体为例简述建模过程。将泵体分为安装板、膛体、底座和筋板、孔系以及内螺纹五个部分来绘制。运行UG.在Application(应用)中进入Modeling(建模)模块，通过Sketch(草图)、Extrude(拉伸〉建立安装板，在安装板上通过Pad(凸垫〉、DatumPlane(基准面)和一系列同轴线的阶梯Boss(圆台体)建立膛体，通过Pad(凸垫)、Cylinder(长方体)、Trim(剪裁)和Pocket(腔体〉建立底座和筋板，通过Hole(孔〉、Thread〈螺纹)完成孔系和内螺纹的绘制，最后通过EdgeBlend(倒

5、圆角)对局部进行倒圆角，这样就完成了泵体的建模。以类似的步骤对柱塞泵其它主要部件进行建模，结果如图1所示。1.2柱塞泵的装配装配是将产品的各个部件进行组织和定位操作的一个过程，通过配对条件在部件间建立约束关系来确定部件在产品中的位置。UG软件采用虚拟装配模式，即在装配中，部件的三维模型是被装配引用，而不是简单地被复制到装配图中，其中运用引用集的思想简化了模型信息。同时以主模型为基础保持装配部件的几何相关性，如果某部件被修改，则引用它的装配部件会自动更新，以反映部件的最新变化。在UG中，可采用自顶向下、自底向上或混合装配的装配方法。这里采用自底向上的方法，即由已建立的

6、单个部件的三维模型逐级地进行组装，最后组成装配件。在三维模型完成后，由Application(应用)进入Assemblies(装配)模块，通过ponents(组件)下的AddExisting(添加已有部件〉将在Modeling(建模)模块中建立的部件模型引入其中，引用集均采用Model(实体〉。在MatingConditions(装配条件)中，通过Mate(配对)、Center(中心对齐〉、Parallel(平行〉等关系将各部件组装在一起，以实现柱塞泵各部件的相对确定关系，完成了柱塞泵的装配。其装配关系及装配圈见图2。为了清楚形象地查看装配中各部件间的装配关系，在完

7、成装配后，可用爆炸图将其装配的各部件分离。通过Assemblies(装配)下的ExplodedViealstyle="MARGIN:0cm0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"align=center>2柱塞的有限元分析2.1UG有限元，分析模块介绍UG有限元分析模块(UG/ScenarioforStructures)是一个集成的有限元分析工具，它能将几何模型转换为有限元分析模型，快捷地对UG的部件和装配进行前、后置处理，并支持StructuresP.E.、NASTRAN、ANSYS和ABAQUS等解算器计算求解，可以进行结构分析(线性

8、静态分析)、稳态分析、模态分析、稳态热传递分析和热一结构分析。有限元分析作为设计过程的一个集成部分，主要用于评估各种设计方案，其分析结果可以用来优化产品设计、提高产品质量。2.2柱塞相关参数条件分析在柱塞泵中，柱塞作为主要的运动部件，其强度和刚度对柱塞泵的整体性能是很重要的。在进行有限元分析前，确定其相关参数条件如下:柱塞的材料选用Q235，其屈服极限σs=235MPa;柱塞泵常用的压力范围是16MPa-20MPa，这里选择20MPa。对柱塞进行线性静态分析。在对模型划分网格过程中，由于一些不重要的细小特征将影响整个结构的网格分布，增加网格的数量，使模型过于复杂