三維CAD核心模塊應(yīng)用分析

研究開發(fā)目的,意義:三維掃描在減振器逆向工程中的應(yīng)用：其主要目的是為了HYPERＬＩＮK”ｈttp:／/wiｋi．mbａ/wiki/％E6%9４％B９%E5％9６％84"\o”改善＂改善減振器技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)ＨYPERＬＩNK”ｈtｔp：//wiki。mbaｌiｂ.cｏm/wｉki／%E7％ＡB％9Ｅ％E4%BA%89%E5%8Ａ％９Ｂ"＼o"競(jìng)爭(zhēng)力＂競(jìng)爭(zhēng)力。更好年輔助我公司消化，吸收國(guó)外減振器先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合.世界各國(guó)在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中,應(yīng)用反求工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn),給人們有益的啟示。據(jù)HYPERＬＩNK"hｔtp:／/wｉkｉ．mbalｉb．coｍ／wｉｋi/％Ｅ7％ＢＢ％9F%E8％AE%Ａ1＂＼o＂統(tǒng)計(jì)”統(tǒng)計(jì)，各國(guó)百分之七十以上的技術(shù)源于國(guó)外,反求工程作為掌握技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短百分之四十以上,極大提高了生產(chǎn)率。因此研究反求工程技術(shù)，對(duì)我國(guó)ＨYPERLINＫ＂htｔp：／／wiki。ｍbａlib．cｏm／ｗｉkｉ/%Ｅ５%9Ｂ％BD%E６％B０％9１%E7％ＢB％８Ｆ%E6%Ｂ5％８E"\o"國(guó)民經(jīng)濟(jì)”國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高,具有重大的意義.CAE（有限元分析)在減振器結(jié)構(gòu)分析工程中的應(yīng)用：日益激烈的市場(chǎng)竟?fàn)幰咽构I(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)減振器廠家越來越清楚地意識(shí)到：能比別人更快地推出優(yōu)秀的新產(chǎn)品，就能占領(lǐng)更多的市場(chǎng)。為此，ＣAＥ方法作為能縮短減振器產(chǎn)品開發(fā)周期的得力工具，被越來越頻繁地引入了減振器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),以提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。從對(duì)已設(shè)計(jì)減振器產(chǎn)品性能的簡(jiǎn)單校核,逐步發(fā)展到對(duì)產(chǎn)品性能的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，再到產(chǎn)品工作過程的精確模擬.而，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不但需要提高產(chǎn)品的性能與質(zhì)量,而且要降低減振器產(chǎn)品的成本,因此需要找到最合理和最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定約束條件的前提下,通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。例如，在保證減振器結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度滿足要求的前提下，通過改變某些設(shè)計(jì)變量，使結(jié)構(gòu)的重量最輕，這不但使得結(jié)構(gòu)耗材上得到了節(jié)省，在運(yùn)輸安裝方面也提供了方便，降低運(yùn)輸成本。關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容,技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)：三維掃描在減振器逆向工程中的應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容,技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)：反求工程(逆向工程)的應(yīng)用領(lǐng)域大致可分為以下幾種情況：在沒有減振器設(shè)計(jì)圖紙或者減振器設(shè)計(jì)圖紙不完整以及沒有CＡＤ模型的情況下，在對(duì)零件原形進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上形成零件的設(shè)計(jì)圖紙或CＡD模型,并以此為依據(jù)利用ＨYPERLＩＮＫ＂http:／/wikｉ。mbａｌiｂ.ｃｏm／wiｋｉ/%E５％ＢＦ％AB％E９％８0％９F％E6％８８％9０%Ｅ5％9Ｅ％8Ｂ％E６％8A％８0％E6％9C％AF＂\ｏ”快速成型技術(shù)”快速成型技術(shù)復(fù)制出一個(gè)相同的零件原型。當(dāng)要設(shè)計(jì)需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試才能定型的工件模型時(shí)，通常采用反求工程的方法。比如減振器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為了滿足產(chǎn)品對(duì)使用要求,首先要求在初始設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上經(jīng)過各種性能測(cè)試(如耐久驗(yàn)等）建立符合要求的產(chǎn)品模型,這類零件一般具有復(fù)雜的自由曲面外型,最終的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⒊蔀樵O(shè)計(jì)這類零件及反求其模具的依據(jù)。美學(xué)設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域，例如汽車減振器外型設(shè)計(jì)廣泛采用真實(shí)比例的木制或泥塑模型來評(píng)估設(shè)計(jì)的美學(xué)效果,而不采用在計(jì)算機(jī)屏幕上縮小比例的物體投視圖的方法,此時(shí)需用反求工程的設(shè)計(jì)方法。修復(fù)破損的減振器或缺乏HＹPＥRLＩNＫ"htｔp：／/wiｋｉ．mbaｌib.cｏm／ｗiｋi/%E4%ＢE％9B％Ｅ５％BA％94”\ｏ”供應(yīng)＂供應(yīng)的損壞零件等，此時(shí)不需要對(duì)整個(gè)零件原型進(jìn)行復(fù)制，而是借助反求工程技術(shù)抽取零件原形的設(shè)計(jì)思想，指導(dǎo)新的設(shè)計(jì)。這是由實(shí)物逆向推理出設(shè)計(jì)思想的一種漸近過程。ＣAＥ（有限元分析）在減振器結(jié)構(gòu)分析工程中的應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容，技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)：

CAＥ軟件ＡNＳYS提供了多種單元類型，可解線性、非線性年靜力和動(dòng)力等問題,能較真實(shí)年反映實(shí)際情況。它較完善的前后處理功能，可方便的顯示結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中的部位。通過對(duì)減振器閥片，連桿強(qiáng)度、剛度分析及流體速度變化的計(jì)算，為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)提供更多理論依據(jù)。１、優(yōu)化減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；2、在減振器設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)潛在的問題；3、增加減振器設(shè)計(jì)和工藝的可靠性；4、降低減振器原材料成本，提高開發(fā)進(jìn)度；5、模擬試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)次數(shù);6、對(duì)減振器強(qiáng)度故障件進(jìn)行有效的分析.國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)需求不清楚研究方法,技術(shù)路線（工藝，流程)三維掃描在減振器逆向工程中的應(yīng)用技術(shù)路線(工藝，流程）:第一步：減振器零件原形的數(shù)字化采用三維掃描儀等測(cè)量裝置來獲取零件原形表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。第二部：從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取減振器零件原形的幾何特征按測(cè)量數(shù)據(jù)的幾何屬性對(duì)其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識(shí)別的方法來獲取零件原形所具有的設(shè)計(jì)與加工特征。第三部:減振器零件原形CAD模型的重建將分割后的三維數(shù)據(jù)在ＣAＤ系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合，并通過各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的ＣＡD模型。第四部：重建減振器ＣＡD模型的檢驗(yàn)與修正采用根據(jù)獲得的CＡD模型重新測(cè)量和加工出HYＰERLINK＂httｐ：//wｉｋi.mｂ/wikｉ/％E6％A0%Ｂ7%Ｅ５％９3％8１”\o”樣品”樣品的方法來檢驗(yàn)重建的CAD模型是否滿足精度或其他試驗(yàn)性能指標(biāo)的要,對(duì)不滿足要求者重復(fù)以上過程，直至達(dá)到零件的逆向工程設(shè)計(jì)要求。三維掃描儀（三維掃描儀（照相式）點(diǎn)云數(shù)據(jù)（三維掃描數(shù)據(jù)）NURBS曲面數(shù)據(jù)三維實(shí)體數(shù)據(jù)STL數(shù)據(jù)逆向工程軟件或其他CAD軟件CAM加工進(jìn)一步設(shè)計(jì)修改快速成型ＣAE（有限元分析）在減振器結(jié)構(gòu)分析工程中的應(yīng)用技術(shù)路線(工藝，流程）：??一、了解減振器工作原理，進(jìn)行先對(duì)純閥片結(jié)構(gòu)減振器內(nèi)部閥系的有限元分析;1．撐握ＡNSYＳ結(jié)構(gòu)分析方法，先選擇有代表的減振器產(chǎn)品（如：純閥片結(jié)構(gòu)的MY-8０)對(duì)其進(jìn)建立模，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的受力分析。2。進(jìn)一步了AＮＳＹS流體分析方法，先選擇有代表的減振器產(chǎn)品（如：純閥片結(jié)構(gòu)的MＹ－８０）對(duì)其進(jìn)建立模，通過分析流體,了解在流體在減振器工作時(shí)對(duì)閥片產(chǎn)生的影響。３．應(yīng)用ANSYS耦合場(chǎng)分析。考慮了兩個(gè)或多個(gè)工程物理場(chǎng)之間相互作用的分析。如：流體-結(jié)構(gòu)耦合分析.?此問題將演示如何使非線性大變形閥片結(jié)構(gòu)分析與減振器油液動(dòng)力學(xué)分析進(jìn)行相互耦合分析.?先選擇有代表的減振器產(chǎn)品(如：純閥片結(jié)構(gòu)的ＭY-８0）對(duì)其進(jìn)建立模，耦合場(chǎng)分析。?5．做物理實(shí)驗(yàn)確定閥片材料的S-Ｎ疲勞曲線，以便在ＡNＳＹS分析中確定閥片材料的疲勞參數(shù)。?4。對(duì)分析結(jié)果組織論證，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì),確定分析方案是否合理正確。如分析方案確實(shí)可進(jìn)續(xù)繼下一步，如不下確反回加深學(xué)習(xí)并實(shí)踐驗(yàn)證.二、了解減振器工作原理，進(jìn)行先對(duì)邁福遜結(jié)構(gòu)減振器內(nèi)部閥系的有限元分析;?1.借薦純閥片結(jié)構(gòu)的分析模式和方法對(duì)邁福遜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析.以上海通用SＧM－３0８減振器為代表進(jìn)行分析.（步驟同上純閥片結(jié)構(gòu)類似，這里不在復(fù)述)?三、確定純閥片和邁福遜結(jié)構(gòu)系列的系統(tǒng)分析模式。?1．通過對(duì)ＭY－8０，ＳＧM－３0８結(jié)構(gòu)分析,總結(jié)純閥片和邁福遜結(jié)構(gòu)的分析方法。?2。撐握ＡＮＳYS的設(shè)計(jì)優(yōu)化模塊。對(duì)純閥片和邁福遜結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。項(xiàng)目實(shí)施已具備的基礎(chǔ)及條件三維掃描在減振器逆向工程中的應(yīng)用方面：公司以購買三維掃描設(shè)備，以邀請(qǐng)專業(yè)逆向工程培訓(xùn)公司來培訓(xùn)設(shè)計(jì)人員.CＡE（有限元分析）在減振器結(jié)構(gòu)分析工程中的應(yīng)用方面以邀請(qǐng)知名學(xué)俯專業(yè)CAE（有限元分析）教授來培訓(xùn)設(shè)計(jì)人員。項(xiàng)目實(shí)施投入，產(chǎn)出及財(cái)務(wù)分析不清楚項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析三維掃描在減振器逆向工程中的應(yīng)用方面：1。公差無法逆向.公差鏈的分析要我們從頭來做。2。工藝無法逆向。不同的生產(chǎn)工藝,會(huì)產(chǎn)生不同的制造質(zhì)量。3.平臺(tái)思想無法逆向。４．造型的改動(dòng)是不可避免的.由于沒有正向設(shè)計(jì)能力或思維,改進(jìn)產(chǎn)品后仍需大量設(shè)計(jì)驗(yàn)證和物理實(shí)驗(yàn)。ＣＡE（有限元分析）在減振器結(jié)構(gòu)分析工程中的應(yīng)用方面：

首先，所研究問題的深度及綜合程度都在逐步提高,研究的目光已從單一場(chǎng)分析轉(zhuǎn)向了多場(chǎng)耦合分析,以追求更為真實(shí)的模擬結(jié)果。CＡE軟件的優(yōu)化技術(shù)的適應(yīng)范圍也必然隨之?dāng)U展，不但要求它能解決各種單場(chǎng)問題，而且應(yīng)該能處理多場(chǎng)耦合過程的優(yōu)化。減振器設(shè)計(jì)過程中常會(huì)考慮優(yōu)化其外形使更有利于在汽車在高速行駛時(shí)減少振蕩阻力,而同時(shí)必需慮外形的變更是否有損于設(shè)備的其它如力學(xué)和熱學(xué)方面的性能.可見單純的流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化只能解決一方面問題，而只有將其內(nèi)部設(shè)備的力學(xué)或熱學(xué)問題耦合分析，才能真正完整的解決問題。

其次，一個(gè)優(yōu)化迭代過程通常是從前處理開始，經(jīng)過建模、分網(wǎng)、加載、求解和后處理，而優(yōu)化問題通常需要較多的迭代才能收斂。因此，軟件具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫是高效的ＣAE優(yōu)化過程的前題,這種統(tǒng)一指的是前后處理數(shù)據(jù)與求解所用的數(shù)據(jù)應(yīng)該在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，而不是通過數(shù)據(jù)文件來傳遞,這勢(shì)必降低優(yōu)化過程的效率。另外，多數(shù)通過文件來傳遞數(shù)據(jù)的軟件的前處理與求解器之間并不完全支持,前處理的數(shù)據(jù)文件往往在投入求解器之前需要手工修改。這與優(yōu)化過程的自動(dòng)性是相抵觸的。這種情況一但發(fā)生而且不可回避時(shí)，要么放棄,要么再為數(shù)據(jù)文件編制自動(dòng)修改程序。

第三，優(yōu)化過程實(shí)際上是一個(gè)不斷自動(dòng)修正設(shè)計(jì)參數(shù)的過程，所以要想保證優(yōu)化過程的流暢，ＣＡE軟件必須具有完備高效的參數(shù)流程控制技術(shù)。流程控制過程中,不但要求將要優(yōu)化的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以參數(shù)化,而且要求這種流程控制具有判斷分支與循環(huán)的能力以使軟件可以自動(dòng)應(yīng)付大型問題在優(yōu)化過程中出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況。

第四,現(xiàn)代的CＡE軟件通常具備也應(yīng)當(dāng)具備非線性處理能力,而非線性問題的收斂控制是多數(shù)ＣＡＥ軟件的難題。這種技術(shù)通常被用來求解高速變形和高度非線性問題，與常用于求解靜態(tài)或慢速動(dòng)力學(xué)問題的隱式求解技術(shù)互補(bǔ)優(yōu)缺，相得益彰。多數(shù)的問題我們可以只選擇合適的一種來求解,但并不是所有的問題都可以這樣截然分開,比如沖壓及回彈過程模擬，通常采用顯式方式模擬減振器沖壓過程,采用隱式方式模擬回彈過程，那么在這里就必然有一個(gè)顯式到隱式的切換過程。

項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)其主要目的是為了ＨＹPERＬＩNK”http：//wｉkｉ。ｍｂalib。ｃom/wiki/％E6％9４％B9％E5%96％8４”\o"改善”改善減振器技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率,增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)HＹPＥRLIＮＫ＂ｈｔtｐ:／/ｗiｋi．mｂaｌiｂ．coｍ／ｗｉki/%E７％AB％9E%E4％BA％89%E５%8A％9B＂＼ｏ”競(jìng)爭(zhēng)力＂競(jìng)爭(zhēng)力.更好年輔助我公司消化，吸收國(guó)外減振器先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組