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厢式车舱体骨架三维参数化设计

2017/10/19    来源:互联网    作者:陈鹏  张芳  王沙晶  崔亚明      
关键字:骨架  三维设计  参数化  参考几何体  
介绍了厢式车舱体骨架三维参数化设计的原理、思路及方法,并基于Solidworks软件下表格驱动功能完成了样车工程设计,使骨架设计的效率和准确性明显提高。

    厢式车产品设计通常可以分为创新设计和变型设计两类,在实际工作中,变型设计的情况较多,工程师在已有产品的基础上根据用户需求进行局部调整即可完成设计任务,具有很强的适应性和灵活性。

    对于此类设计任务,如能建立完善的设计库并有针对性的采用参数化设计手段。可极大提升设计效率及准确性。对厢式车产品而言,舱体骨架是总体设计的基础和重点,对其进行参数化研究具有重要意义。

1 参数化简介

1.1 参数化分类

    通常设计任务都是从方案阶段开始,方案图中的各关联尺寸具有一定模糊性,需反复调整之后才能确定。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化,使之成为可任意调整的参数。通过对变量化参数进行驱动,就能够快速准确地得到结构相似,尺寸不同的系列化产品,从而提升设计效率。在参数化设计体系中。相关参数一般分为两类:可变更参数和不可变更参数。产品参数化设计的实质是在可变更参数的驱动下,系统能够自动维护所有不可变更参数。

1.2 Solidworks参数化

    SolidWorks是典型的三维设计软件,参数化功能强大且实现方法多样。对于简单零件,可以通过添加配置的方法对相关特征、配合等进行驱动并完成参数化设计。对于复杂零部件,则可通过参考几何体、Excel设计表或编程二次开发等来对变量参数进行驱动并完成参数化设计。

    舱体骨架是整车最为重要及相对复杂的零部件,是整车工程设计的基础。建议采用参考几何体与Excel设计表联合驱动的参数化设计方法,该方法易于操作,无论是Excel设计表还是参考几何体草图编辑,均可方便直观地对零部件中多个变量进行控制,最终实现产品的参数化、系列化设计。

2 骨架参数化设计分析

    舱体骨架建模一般多采用自底向上的设计模式,即分别建立各单片骨架、最后在装配体内进行总装,这种建模方法下各片骨架关联性不强,当发生设计变更时需要逐一修改,影响效率。对于成熟产品的骨架来说,当进行变型设计时,整体结构基本不变,所变更的仅仅为外形尺寸、孔口、埋铁等内容,在这种条件下,可采用自顶向下的参数化设计模式,从顶级装配体出发.在装配体环境下完成各零件模型的构建,各零件与装配体联动,设计变更简便有效,可明显提升设计效率。自底向上及自顶向下设计模式对比见图1。

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图1 自底向上(左)与自顶向下(右)设计模式对比

3 骨架参数化设计实施

3.1 前期准备

    为满足骨架参数化设计需要,至少需要满足以下设计条件: 

        1)已配置可满足没计要求的电脑,安装SolidWorks软件及相关模块、插件,使系统具备三维建模、装配、焊件等功能。

    2)已建立零件模板、装配体模板以及工程图模板,建立符合企业规范的焊接轮廓库及焊件清单模板,使建模及出图具有一致性。

    3)已建立骨架建模相关的零部件设计库及标准件、外购件库并可自由调用。

3.2 设计变更分析

    为方便介绍骨架自顶向下参数化设计方法.本文将虚拟一个简化的舱体骨架变更案例,该案例产品外形见图2:

    2

    图2 外形及布局

    厢式车成熟产品进行变更设计时,骨架的变化一般体现在以下方面,1.骨架总成外形尺寸的变化,如舱体长度、高度变化等:2.孔口尺寸及位置的变化,如工作门、控制门等孔口;3.埋铁位置变化,如门体尺寸调整后对应门体铰链位置:4.底骨架副梁尺寸及位置变化,如底盘变更后底骨架副梁截面尺寸及间距变化等。以上设计变更在采用自顶向下的参数化设计后,均可在骨架总成中通过参数化设计迅速进行调整,且各单片骨架联动同时自动更新全套工程图。本案例中具体变更参数见表l:

    表1 变更设计参数变化表

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责任编辑:张纯子
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