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        虛擬裝配技術(shù)在離合器設計中的應用

        2019-01-27 02:19:26陶珍貞
        中小企業(yè)管理與科技 2019年20期
        關(guān)鍵詞:離合器約束有限元

        陶珍貞

        (桂林福達股份有限公司,廣西 桂林541004)

        1 引言

        目前,虛擬裝配技術(shù)是工業(yè)發(fā)展中的一項重要設計技術(shù)。將其運用在離合器設計中,能夠?qū)崿F(xiàn)在不制造真實產(chǎn)品的情況下完成設計任務,有效地降低開發(fā)成本。同時,能夠在虛擬裝配階段對生產(chǎn)、優(yōu)化以及裝配問題進行處理與解決。因此,在離合器的設計中要有效地應用該技術(shù),通過其作用的發(fā)揮更好地完成設計工作任務。

        2 技術(shù)概述

        虛擬裝配技術(shù)是一種新的設計理念。從廣義層面而言,該技術(shù)能夠在一個虛擬的環(huán)境當中,幫助設計人員更為便利地設計和修改結(jié)構(gòu),從而將設計人員的所有精力都放在實現(xiàn)產(chǎn)品的功能上。從狹義層面來說,能夠在一個虛擬的環(huán)境當中,根據(jù)具體的設計要求與特點,將單個部件與零件組裝成目標產(chǎn)品,是一種便于設計人員以更為高效、便捷的方式實現(xiàn)設計目標的技術(shù)[1]。

        在實際的產(chǎn)品設計當中,根據(jù)具體設計工作特點,主要設計步驟為:第一,初步設計階段。在該階段中,將初步進行總體布局,以產(chǎn)品設計要求為基礎,實現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的布局。第二,裝配設計階段。在該階段中,將對產(chǎn)品零部件進行設計,主要包括裝配層次劃分、裝配區(qū)域劃分、模型設計以及建立三維實體造型等。第三,詳細設計階段。這可以說是產(chǎn)品設計的完善階段,從而完成模型的最終設計工作。在該階段中,將進行產(chǎn)品的虛擬裝配、運動仿真以及裝配仿真工作,對產(chǎn)品進行動態(tài)和靜態(tài)檢查,以此保證產(chǎn)品在應用中更為精確。同時,也可以結(jié)合實際需求,對產(chǎn)品進行優(yōu)化處理以及有限元運動分析。

        3 設計流程

        3.1 建立模型

        建立汽車離合器零件的三維實體模型。在模型建立后,根據(jù)設計要求,對多個裝配區(qū)域進行劃分,之后結(jié)合總體要求劃分裝配層次。

        3.2 數(shù)據(jù)管理

        對于離合器來說,其中相關(guān)設計相對復雜,在實際工作中,不同設計數(shù)據(jù)的流動和數(shù)據(jù)的管理對虛擬裝配目標的實現(xiàn)至關(guān)重要。為了能夠更好地管理設計數(shù)據(jù),所有的信息都要儲存在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫當中,應用信息管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一地管理,保證離合器自上而下的設計工作準確、高效。

        3.3 虛擬裝配約束

        該項工作是實現(xiàn)產(chǎn)品的設計意圖以及功能設計向設計約束達的轉(zhuǎn)變。同時,在此過程當中應做好數(shù)據(jù)管理工作,以保證設計模型能夠符合設計者確定約束關(guān)系,包括垂直、共軸、平行以及共面等,保證設計約束模型能夠?qū)λ辛悴考难b配特征以及形狀特征進行管理,包括其相互間存在的約束關(guān)系。在此過程當中,某一個特性發(fā)生了變化,模型能夠以設計約束關(guān)系為基礎,根據(jù)相應的特征變化進行改變,保證相關(guān)數(shù)據(jù)具有一致性的特點[2]。

        3.4 裝配運動仿真

        該項工作是對于裝配當中零部件空間位置,根據(jù)實際裝配路徑所開展的操作,并將操作步驟以動畫的方式進行呈現(xiàn)。通過該方式對離合器不同組件在運動軌跡上的相互干涉情況進行檢測,在對離合器進行運動學仿真的條件下,對實際工件狀態(tài)進行模擬,協(xié)調(diào)運動機構(gòu)的運動關(guān)系。根據(jù)零部件的運動以及相互干涉情況,對設計模型進行修改,保證相關(guān)零件實現(xiàn)運動協(xié)調(diào)以及干涉自由,對離合器零件的設計工作進行有效的優(yōu)化。

        3.5 有限元運動分析

        該項工作是在完成虛擬裝配設計后,進行的有限元運動分析與優(yōu)化處理。對于這部分工作來說,其是由一系列參數(shù)所定義的,相關(guān)參數(shù)能夠?qū)ξ锢韱栴}的有限元分析進行表述[3]。在實際分析工作當中,能夠?qū)Σ煌b配體與零件在對應工作條件下的情況進行反映。有針對性地分析不同的裝配體與零件,對不同的材料進行試驗,對不同的工作條件進行指定,由此獲得實際的運行情況,較好地實現(xiàn)設計優(yōu)化的目標。

        4 結(jié)語

        虛擬裝配技術(shù)的出現(xiàn),為設計工作帶來了新的可能。在上文中,我們對虛擬裝配技術(shù)在離合器設計中的應用進行了一定的研究。在實際工作開展中,需要加大對該技術(shù)應用價值的重視程度,通過該技術(shù)在離合器設計中的有效應用,不斷提升設計水平,更好地實現(xiàn)設計工作目標。

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