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基于Creo的铝合金车体参数化设计系统

2017/8/4    来源:互联网    作者:宫洪磊  郭玉亮  李颖  张恒智  张绍东      
关键字:铝合金车体  参数化  型材  Creo  
针对铝合金车体结构复杂、设计周期长和建模效率低等特点,提出了一种参数化设计铝合金车体方法。利用Creo参数化技术定义车体轮廓、分段型材,单段型材特征中轮廓、C槽、接头、筋板等,定义车体详细设计,并利用Vs.Net2005编程实现人机交互界面开发,最终建立铝合金车体参数化设计系统。

    0 引言

    近年来中国轨道交通事业快速发展,铝合金车体具有车体重量轻、耐腐蚀、制造工艺简单以及制造成本不高等特点,在轨道车辆中被广泛应用。通常铝合金车体设计是在AutoCAD中完成车体型材断面的二维图,再导入到三维软件中进行三维建模,最后利用CAE软件中来实现车体性能仿真分析。这样的设计方法虽然能够得到设计结果,但是相当于进行重复设计,并且AutoCAD中生成的DWG格式无法在三维软件中再修改车体模型,整个设计过程是单向不可逆的。

    Creo是PTC的新一代三维参数化建模软件,它使用了已在Pro/ENGINEER、CoCreate和ProductView中经过验证的技术,能全面释放设计潜力。使用Creo中的3D CAD、CAMCAE集成工具来提高设计效率。为了满足市场及设计需求,本文介绍了一种基于Creo的铝合金车体参数化设计系统。此系统采用参数化技术定义车体轮廓、分段型材,定义单段型材C型槽、轮廓、焊接接头、筋板等特征,定义车体详细设计。此系统使车体设计流程更加合理,设计效率及质量有了很大提升,CAE仿真结果更为准确可靠。

    1 铝合金车体参数化设计系统

    铝合金车体按设计流程分为车体轮廓设计、分段型材控制、单段型材设计、车体详细设计,并且建立基于此方法的参数化数据模型库。每段型材创建不同骨架,同一段型材不同结构创建骨架,且每个骨架对应一个型材零件模型,通过发布几何、复制几何方式将骨架中发布的面模型复制到到零件并创建实体模型;将每段型材分为轮廓、接头、C槽、筋板、过线孔等5部分结构单独创建草绘及实体,通过Pro/PROGRAM功能控制特征的显示状态达到设计变形调整。其原理如图1所示。

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    图1 铝合金参数化设计系统原理图

    1.1 车体轮廓及分段型材设计

    车体轮廓设计技术利用参数化技术定义车体轮廓设计中的关键尺寸,实现了车体宽度、车体高度、车体角度、车体弧度的参数化变形并自动满足其几何关系。这样的定义方式避免了设计人员利用逼近等方法去画车体轮廓并计算是否满足几何关系,减少设计时间。

    分段型材控制利用参数化定义每段型材到车体中心或轨面的距离实现单段型材长度调整,利用参数传递技术实现了每段型材的实时调整不用对单段型材单独进行调整。分段型材控制避免了设计人员对一段型材长度进行调整时要分别调整相邻两段或多段型材长度,调整质量更为直观准确。

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    图2 车体轮廓

责任编辑:张纯子
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