机械零部件CAD∕CAE集成系统研究.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2011年第11期机械零部件CAD／CAE集成系统研究’纪爱敏，黄继承，朱坤(河海大学机电工程学院，常州213022)摘要：研究机械5／部件CAD／CAE集成中的关键技术，包括：参数化建模技术、CAD／CAE模型转换以及有限元模型建立等。通过对UG软件的二次开发实现了典型零件的参数化建模过程。分析了CAD模型中的细节识别、选择、提取，以及细节等过程，给出了模型减维抽象中的中位面提取方法。以U

2、G和ANSYS软件分别作为CAD和CAE软件平台，并以VisualC++、UG／Open、APDL为工具，开发了机械零／部件设计及有限元分析的CAD／CAE集成系统，实现了机械零／部件参数化设计和有限元分析自动化。关键词：机械零／部件；CAD／CAE集成；参数化设计；有限元分析；中位面提取；UG二次开发中图分类号：THl2；TP391文献标志码：A文章编号：1671---3133(2011)11—0066---06CAD／CAEintegrationsystemofmechanicalparts

3、JIAi-min，HUANGJi—eheng．ZHUKun(CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，HohaiUniversity，Changzhou213022，Jiangsu，China)Abstract：ThekeytechnologiesofCAD／CAMintegrationofmechanicalpartswerestudied，whichincludeparametricmodelingtechnology，modeltransforma

4、tionofCAD／CAEandfiniteelementmodeling．BasedonredevelopmentofUG，theprocessofpara-metricmodelingaboutthetypicalpartwagachieved．Theidentification，selection，extraction，andremovalofthedetailsintheCADmodelwereanalyzed．Theextractionapproachofthemid-surfacei

5、nthedimensionalreductionoftheCADmodelwasexecu—ted．TheCAD／CAEintegrationsystemofthedesignandfiniteelementanalysisformechanicalpartsw砸establishedbytherede-velopmentofUGandANSYSwithVisualC++，UG／Open，andAPDLastools．Theparametricdesignandautomaticfiniteel

6、e-mentanalysisformechanicalpartswereimplemented．Keywords：mechanicalparts；CAD／CAEintegration；parametricdesign；finiteelementanalysis；extractionofmid-surface；rede-velopmentofUGO引言在产品设计过程中，对零／部件进行CAE模拟分析是保证其性能要求、提高其设计质量的重要手段。而CAE分析的第一步是建立零／部件的分析模型，但目前CAE

7、软件的特点是分析功能强大，建模功能较弱，而CAD软件的特点是建模功能非常强大，因此，研究产品零／部件CAD／CAE集成对提升其分析效率和分析精度具有显著意义。本文研究机械零／部件的CAD／CAE集成中的关键技术，并在此基础上，以UG和ANSYS作为软件平台，开发了相应的集成系统。l集成中的关键技术1．1参数化建模参数化设计(Dimension·Driven)也叫尺寸驱动，是目前CAD应用技术中最重要的技术之一，作为产品建模的一个重要手段，在系列化产品设计中得到了较好地应用。参数化设计是以约束来表

8、达产品模型的形状特征，以一组参数来定义几何图形的尺寸数值并约定尺寸关系，从而能通过变换设计参数来实现产品模型的更改或相似产品模型的创建⋯。目前的三维CAD系统都包含参数化建模功能。而且大部分参数化建模功能和特征设计结合到一起，使特征模型成为参数的载体。考虑到UG软件在参数化建模中的独特优势，本文拟在UG软件平台上对其进行二次开发，实现机械零／部件的参数化建模，其主要内容如下。·国家863计划项目(2008AA042115)；浙江大学CAD&CG国家重点实验室开放课题资助项目(A0914)66纪爱