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基于Creo的FSAE赛车Top-down参数化设计

2014/4/1    来源:万方数据    作者:韩锋钢  陈都  李如  洪汉池      
关键字:Creo  Top-down  参数化设计  
文章概述了Top-down设计方法与设计思路。以自主研发的FSAE赛车为研究对象,运用creo软件对整车进行Top-down参数化设计,通过参数控制实现赛车的优化改进。结果表明:此设计方法能有效地对赛车进行改型设计,缩短赛车的开发周期,并为新赛车的设计提供数据依据。

    目前,随着CAD/CAM/CAE一体化集成解决方案的快速发展,传统的自底向上设计方法已经不能满足人们对于产品开发效率的要求。特别是汽车设计时,大多需要在原有产品的基础上根据市场需求进行局部换型和调整、重组,适应性和灵活性较强。若运用传统的设计方法,各系统都是孤立的设计,可能导致后期总装各部件时出现严重的干涉现象。采用自顶向下的设计方法能较好地解决该问题,体现了协同设计和并行工程的优势。本文采用Top-down设计方法对赛车进行参数化设计,并在原有的骨架模型图上进行改型设计。

1 基于Creo的Top-down参数化设计

    自顶向下是一种从总体设计到局部设计的过程和方法。它首先确定总体思路、设计总体布局,然后设计零部件,从而完成一个完整的设计。

    为实现符合设计思路的三维设计,本文采用Creo软件,考虑了规范的模型管理,以实现模型间的信息传递和结构控制,完成自顶向下的三维设计。具体来讲就是根据概念设计布局,然后建立装配结构树,再建立总骨架模型,发布几何到子组件,最后进行详细的设计。设计流程如图1所示。

Top-down设计流程

图1 Top-down设计流程

    FSAE赛车为自主研发,赛车的主体结构、整车配置情况、空间布置等设计较成熟,外观如图2所示。为方便赛车的结构优化,实现快速的结构修改,本文提出自顶向下的设计方法。本研究将车架、前悬挂、后悬挂、转向系、制动系定义为一级组件。这些一级组件下面又包含各自的组成零件。具体设计流程如图3所示。

自主研发的FSAE系列赛车

图2 自主研发的FSAE系列赛车

2 FSAE赛车Top-down参数化设计的实施方案

    赛车总布置设计时首先确定原点坐标系。以横向通过前轮中心的竖直平面为X平面,以左右对称面为Y平面,以地平面为Z平面,然后确定轴距、轮距和发动机输出点。由于发动机是外购件,属于成熟体,只需要它的输出位置、安装位置以及整体的大致外观,因此采用收缩包络外部几何的方式获取,通过在发动机的输出点建立坐标系来控制发动机在整车中的布置位置,同时用该坐标系与差速器链轮进行位置匹配。另外,关系到赛车操纵稳定性能的所有参数都是本次设计的控制要点。为了方便今后在adams中对运动学分析的优化结果进行实时改进,需要在adams中仿真分析出各项的最优参数,直接赋予相应的零件模型。

具体设计流程

图3 具体设计流程

责任编辑:程玥
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