船舶零件的参数化设计和结构分析.pdf

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1、第37卷第3期2015年3月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37．No．3Mar．．2015船舶零件的参数化设计和结构分析曹丽娜，李晓芳(山东工业职业学院，山东淄博256414)摘要：为实现船舶零件的快速设计和分析，使设计人员在设计阶段就能了解产品的力学性能，以某船用齿轮为例，采用先进参数化设计方法对其快速设计进行研究。首先建立某船用齿轮结构齿廓部分渐开线运动方程，并基于三维cAD系统uG实现了齿轮结构的参数化设计，实现齿轮结构的快速生成，得到该齿轮精确的设计模型。基于有限元环境，将几何结构与载荷分别建立相互区别id号，并分

2、别相互引用，实现了齿轮结构有限元分析过程的参数化，快速得到了齿轮结构工作过程的应力分布云图，为设计人员提供参考。关键词：参数化设计；有限元；齿轮；UG中图分类号：U671．99文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)03一0230一04doi：10．3404／i．issn．1672—7649．2015．03．052ParametricdesignandstructuralanalysisofshippartsCAOLi—na，LIXiao-fang(ShandongVocationalCollegeofIndustry，Zibo256414，Ch

3、ina)Abstract：Inordertoachieverapiddesign，analysisoftheshippans，andfinallya110wdesignerstobeabletounderstandthemechanicalpmpeniesoftheproductduringitsdesignphase．ParametricdesignofamarinegearwascaHiedout．Firstly，themotionequationsoftheinVolutetoothpr06leofamarinegearpanswasestablishe

4、d．Theparametricdesignofthegearwascarriedoutbasedonthethree—dimensionalCADsystemUG．Thegearstmcturewasgeneratedrapidlywithhighaccuracy．BoththegeometryandloadmutualwereestablishedwithdifferentidnumberbasedontheFEMenvironment，andref色renceeachother，respectiVely，toachieVeaparametricfinite

5、elementanalysisgear．Finally，thestresscontoursofthegearstructurewereobtainedrapidlyforthedesignersforreference．Keywords：parametricdesign；finiteelementmethod；gear；UG0引言近年来随着市场节奏的加快，产品周期的缩短，零件的快速设计制造技术面临着巨大的挑战。一方面，设计工程师需要快速准确地完成产品零件的几何结构设计，另一方面，需要借助先进的cAM系统完成产品的快速制造。在传统设计过程中，有很多复杂零件都是由

6、设计工程师凭借其丰富的设计经验完成，难以实现团队交互过程，这样的设计过程往往会导致整个设计周期的拉长。并且，企业为了快速响应市场需要，很多时候需要对其产品进行改型设计，对上一产品进行完善。改型工作若重新设计，会导致大量的重复性工作，使产品周期变长。近年来，产品参数化设计已成为研究热点。产品参数化设计，是利用三维CAD系统对产品进行建模，建模过程中，将零件的所有参数作为设计变量，通过建立这些变量的相关性，来完成零件的建模，使得建立的模型外形特征相互关联，在满足设计要求的情况下，也满足加工工艺流程。这样的产品完全由尺寸驱动，若需要修改零件，只需对相应的尺寸驱动参数

7、进行修改，而无需考虑其他特征变化，利用三维软件的重生成功能。快速实现产品的新设计。同时，参数化收稿日期：2014—07一03；修回日期：2叭4一lO一25作者简介：曹丽娜(1975一)，女，硕士，讲师，研究方向为机械设计理论研究。第3期曹丽娜，等：船舶零件的参数化设计和结构分析·23l·设计采用的编程式的建模方法，可对诸如齿轮、凸轮等复杂且精度要求高的零件进行精确地建模，减小产品的设计误差、加工误差以及装配误差，使得加工出来的产品具有优良的性能。目前该技术在国内已有较多应用，并且取得了较好的应用效果。俞高红等⋯采用UG对偏心齿轮一非圆齿轮后插旋转式分插机构进行

8、的参数化设计应用研究，并实现了产品的快