内燃机设计中cadcaecfd技术

《内燃机设计中cadcaecfd技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、≥簟吵产晶宅霉簇数字化论文集内燃机设计中的cAD／cAE／CFD技术高宏阀朱敬锋李树花程晓鸣天津内燃机研究所第一研究室r摘簧l本文旨在介绍内燃机设计中CAD／CAFJCFD软件使用的历史和现状，并列举一些实际工作中翦成闰案截。遮壤技术的显著优点就是搜设计^员摆脱繁燕瓣手工绘圈、测绘和试验，握每王柞效率，尤其缩短产懿设计堪期，节约成本，但CAE／CFD软件价格昂贵、对设计^撼知识层次要求商也使它的推广受到阻碍，然面国内内燃机企业要想走出去黩展这项技术就是必行之路。【关键字】内燃机设计。CAD，CAE，CFD_

2、‘上_．J一一、刖置我圉内燃机传统的设计过程中，由于前期设计骱段缺乏试验用的样机．钱往参考国外同类测样机，依靠工程设计人员的经验，经过大量试验与测试，进行改进设计，因此很难避免设汁中存在潜在的缺陷。这样．霄关装配、操作和维护的问题往往只会在设计矗期或褒最终产品试车过程中，其覃在投入使矧一段对闫螽才箍暴落出来，所以产品往往不得不返回到构造设计阶段以进行必要的修改，这样的设计进程不仅效率低，费用还高。单在二十世纪八十年代．我国就提出_『“甩图板”的口号，成为我国制造业信息化建设起步的号鸯。今天越来越多嚣企韭正在

3、把信息纯作为推动奉企业发展静燕要手段，而在信息化的应用上以CAD／CAE技术艟为广泛。早期的CAD就是单纯的二维绘图，在内燃机行业中最早使用的是AutoCAD、CAXA，它们是真正的电子匿板，箍善软件业、计算桃技术的蓬勃发展．丈量三维CAD敬停层出不穷，如UG，Pro／E、SolidWorks、CATIA等，它们卓越的参数化设计和基于特妊设计动能受到广大内燃机设计工作人员的青睐。cAE／cFD软件是迅速发展中的计算力学、计算数学与现代计算机科学和技术相结合而形成的一种综合性、知识密集型的信息产品。随着市场竞

4、争丑益激烈，更多辨企韭越采越清楚意识到要想提高工程、产品的设计质量，降低研究开发成本，缩短开发捌期，推出优秀的创新产品，从而尽快地占领更多的市场，那么应陵把cAE／CFI}技术作为实现工程、产晶创新的冉力工具和重要的支撑技术。新内燃机作为一种十分复杂的热力机械，在它的设谤中涉照的运动学，动力学、热、力、噪声等闫题，使e盎E／cFD得到了广泛应用。=、CAD在内燃机设计中的应用—wo—r。k、s产品创建与仿真数字内燃机中许多零部件的设计，如果采用传统手工设计方法用CAD技术，尤其是三维CAD技术能直观表达、设

5、计方便。在内燃机的计算机辅助设计中，实体造型是其中的重要过结束后导入CAE分析得出结论之后，往往需要修改设计方案，现在由于参数化建模思想和基于特征建模思想的产生，使某一尺寸发生变化需重新建模的尴尬彻底消失，图形的修改变得十分容易，设计效率变得更高。另外，在给客户提供零部件改进方案或三维效果图时，常常是只有实物而没有任何图纸或CAD数据，特别是样件造型中有曲线、曲面时，很难通过测量获得准确的数据，以至于得不到原件的精确三维图。由工件产生图纸或相关尺寸数据的过程属于逆向工程领域，它可以采用三坐标法获得，而目前三

6、坐标中又引入了CAD功能，使这项工作变得相对简单。例如首先用三坐标测量仪获得工件点云，再利用Imageware等软件处理点云，导入UG等CAD软件对数据进行处理，即可得到精确三维图。下面列举几个CAD方面的例子：①三维测绘到cAD建模图l某小型内燃机图2莱小型冷却风扇三维测绘后实拍图内燃机冷却风扇CAD模型②内燃机设计中的CAD建模《_，～产品创新数字佬主^文集翻3莱小型内燃机总蓑三堆模型∽(坼困4某摩托车消声器c^B模型三、CAE在内燃机设计中的应用}只前在国内的内燃机设计中广泛采用了cAE技术．但企业的

7、熏视程度却不高，尤其l是一砦中小发动机生产厂家，速不仅是由于C舡软件价格昂贵且皂英文界面，蔓主要是l对软俸操作人员知识垤次要求很高，企监培葬一个自己的科研丽队往往是投入太、I壁l报i少，阂此它并不像CAD那样普及，主要模式是内燃机有苯的科研院所和生产企业合作开；发新产品，企业提要求。科研院所出方案。在羼外。不论是概念没计阶段还是产品开发阶段，其要是产品设计就必须甩CAE。茹一这不仪是观念问题，而是由于国外的竞争完全是自热化的。产品研制蒯期的延误、公司∥’辩90≯、_∥—wo—rks产品创建与仿真数字化篇的承

8、载能力和产品成本等任何问题都会对企业造成非常大的影响，CAE技术是帮助他们提高研发能力最具价值的投入．伴随着国内行业间竞争的日益激烈．不靠创新来提高产品附加值就很难生存和发展。此时，企业就会迫于市场雎力而不断改照产品，CAE在国内的应Hj也将更为普及与深入。cAE技术在内燃机设计中的主要应用有：(1)结构强度分析结构强度是保证内燃机工作安全性、可靠性的重要指标，固此结构强度分析应用最为广泛。它可以判断结构在工作载