Inventor三維設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)例

1、圖3-2是塔架的最終優(yōu)化后的模型圖，該塔架的結(jié)構(gòu)型式是在參考和借鑒大量國(guó)內(nèi)外不同機(jī)型設(shè)備之后確定的。由于型式做了很大變動(dòng)，以及考慮國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)制造工藝質(zhì)量的區(qū)別等因素，在最終確定使用該結(jié)構(gòu)型式之前，需要通過有限元計(jì)算，合理更改梁高，板厚等參數(shù)，并經(jīng)過再次計(jì)算驗(yàn)證。Inventor設(shè)計(jì)軟件提供了從建模，計(jì)算，參數(shù)更改，再驗(yàn)算等完整功能。3.1建立參數(shù)化模型在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，最重要的工作之一是如何將復(fù)雜的實(shí)際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為參數(shù)化的計(jì)算模型。由于工程機(jī)械產(chǎn)品（如圖3-2塔架）的鋼結(jié)構(gòu)件，包含大量形狀各異的板件、型材等。為了避免生成大額數(shù)量的零件以及免去復(fù)雜的零件裝配工作，通常根據(jù)需要將部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為一個(gè)多

2、特征疊加的實(shí)體模型一一個(gè)零件，通過定義用戶參數(shù)和尺寸約束確定板材厚度、外形、位置等。要建立參數(shù)化模型，最好先建立坐標(biāo)系和找出關(guān)鍵點(diǎn)一節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的位置將決定模型的主體形狀,繼而影響結(jié)構(gòu)件的承載能力。圖3-3從模型中抽取出來的節(jié)點(diǎn)圖Inventor軟件提供了和Excel表鏈接的功能。該功能可以大大減少設(shè)置參數(shù)和更新模型的時(shí)間，而且Excel表內(nèi)可以設(shè)置不同的工作表，如圖3-4中有工作表45米懸臂，38米懸臂不同的參數(shù)表?yè)碛邢嗤膮?shù)名和不同的參數(shù)值，相當(dāng)于設(shè)置了不同的方案，只要激活需要的工作表，就可以生成相應(yīng)的方案。在零件造型、分析設(shè)置或后處理過程中，可以隨時(shí)定義和編輯參數(shù)。得出方案之后，如果更改

3、了與載荷或約束關(guān)聯(lián)的參數(shù)，系統(tǒng)將啟用更新命令,即可以運(yùn)行得到新的方案。要得到參數(shù)化模型，在建模中需要注意的是，新的特征要盡可能利用已有的參數(shù)，必要的時(shí)候甚至可以引用參數(shù)方程式。其目的是盡可能減少參數(shù)的數(shù)量以及保證模型特征能夠與參數(shù)相關(guān)聯(lián)。ABcD.112數(shù)值早位型認(rèn)九儷丿備莊3拉桿匯交點(diǎn)製4004時(shí)魚存匯交戸丫205005B軌社桿鳧度25身水平躲交常620爭(zhēng)K寫毀交幫7.IQiW.P8E塔架力茫交蟲已102009H油缸上狡點(diǎn)妙匯交點(diǎn)貝500010M后臂架前端匯交點(diǎn)乂90001172012500SO1113015EMGrCk虹迷昌住藥米懸蹲/圖3-4Excel參數(shù)表3.2有限元分析和數(shù)值優(yōu)化In

4、ventor中的應(yīng)力分析，為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程提供了一個(gè)便捷實(shí)用的工具。設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)過程中隨時(shí)對(duì)零件進(jìn)行靜力學(xué)基本分析和動(dòng)力學(xué)的模態(tài)分析。Inventor具備ANSYS為內(nèi)核的分析模塊，又提供了很好的人機(jī)交互界面，因此非常實(shí)用。通過固定約束，施加載荷，設(shè)置應(yīng)力分析環(huán)境等工作，就能得到分析結(jié)果。根據(jù)結(jié)果變更重要參數(shù)值就能得到最佳設(shè)計(jì)。對(duì)于該文章中的塔架模型，我們僅以變動(dòng)E和E的位置參數(shù)為例，通過多次更改和分析，得到了優(yōu)化后的設(shè)計(jì)。如圖3-5所示。120)等效應(yīng)力MPa249.064160.309142.502124.69510&.887120)等效應(yīng)力MPa249.064160.309142

5、.502124.69510&.88789.08071.273Bl46B35.658I17.85L0+044/(140),44imn0.0652訂1&陰U142.期&125.03510?.18289.3307147753.62435.77117.918最大變形;2Snms圖3-5應(yīng)力分析和參數(shù)優(yōu)化3.3生成工程圖工程機(jī)械中的鋼結(jié)構(gòu)件在目前尚無法實(shí)現(xiàn)CAM制造，因此在絕大多數(shù)情況下還需要出工程圖。Inventor三維設(shè)計(jì)軟件具有從三維模型到二維工程圖的直接轉(zhuǎn)換的功能。而且生成的工程圖與三維模型尺寸關(guān)聯(lián)，當(dāng)三維模型參數(shù)變更之后，工程圖也能自動(dòng)得到更新。4.結(jié)論本文以Inventor三維設(shè)計(jì)軟件為平臺(tái)，解決了一個(gè)復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)例?？梢钥闯?，工程機(jī)械中復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)件可以通過建立三維實(shí)體模型、設(shè)置Excel特征參數(shù)表格建立三維參數(shù)模型，根據(jù)有限元分析結(jié)果，調(diào)整和變更參數(shù)，將完成方案修改設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算、方案評(píng)