葉子文

摘要：文章討論了在設(shè)備改進(jìn)中經(jīng)常遇到的，如何提高關(guān)鍵零部件改進(jìn)分析效率的問題，綜述了creo軟件中對機(jī)械零部件流體基本仿真方法，總結(jié)了在設(shè)計(jì)中零成本，短時間，可觀測的對改進(jìn)部件的持續(xù)優(yōu)化方法;

關(guān)鍵詞：粉塵箱;流體仿真方法;creo仿真

引言

隨著我國大力推進(jìn)工業(yè)智能制造技術(shù)，越來越多的企業(yè)開始注重產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級和改造工作，尤其在關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和加工中，不可避免的遇到零件尺寸不合適，結(jié)構(gòu)不合適，材料不合適等諸多問題，當(dāng)下機(jī)械制圖軟件相較之以往有了很大的進(jìn)步，特別是在增加了自帶的仿真的功能，極大的方便了非機(jī)械專業(yè)技術(shù)人員研究零件結(jié)構(gòu)對熱場，流體，力學(xué)等的影響，為優(yōu)化設(shè)備關(guān)鍵零部件提供了可視化的指導(dǎo)方向。

正文

1.傳統(tǒng)設(shè)備零部件優(yōu)化的基本現(xiàn)狀

隨著5G技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，萬物互聯(lián)的時代已經(jīng)來臨。大數(shù)據(jù)，云計(jì)算，人工智能等先進(jìn)技術(shù)的不斷演進(jìn)，應(yīng)用層對數(shù)據(jù)傳輸用的光纖的要求越來越來高，導(dǎo)致產(chǎn)品制造對設(shè)備的要求也越來越高。傳統(tǒng)設(shè)備諸多零部件也在產(chǎn)品生產(chǎn)制造的過程中不斷被研究，被分析，被優(yōu)化，被改進(jìn)，這個過程圍繞著零件加工，試驗(yàn)，再加工，再試驗(yàn)的路徑在進(jìn)行，改進(jìn)的成本相當(dāng)大，但現(xiàn)在大部分的機(jī)械繪圖軟件都有效的集成了設(shè)計(jì)仿真工具，使得零件的設(shè)計(jì)和分析變得非常簡便，同時也具有一定的指導(dǎo)意義。

2.基于粉塵箱的問題和解決思路

生產(chǎn)、制造光纖預(yù)制棒的過程中，尾端會排除大量的粉塵，而粉塵遇空氣，非常容易凝結(jié)成塊，堵塞廢氣管道?；诮鉀Q此種問題，我們構(gòu)建了一個在設(shè)備尾部安裝粉塵箱的想法，并進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)。

但在使用過程中，遇到了粉塵箱體中，粉塵沉積，結(jié)塊，需要時常清理;同時也遇到廢氣流入快，流出慢，出現(xiàn)廢氣回流的情況，導(dǎo)致預(yù)制棒的光學(xué)指標(biāo)異常等問題。

為此，我們需要對粉塵箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，同時需要研究粉塵箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同時，氣體的流場會發(fā)生怎樣的變化。

3.基于粉塵箱的基本具體方法

3.1流體仿真數(shù)學(xué)模型

3.1.1連續(xù)性微分方程

3.1.2理論依據(jù)：質(zhì)量守恒定律在微元體中的應(yīng)用

3.1.3數(shù)學(xué)描述：[單位時間流出的質(zhì)量]-[單位時間流入的質(zhì)量]+[單位時間的質(zhì)量累計(jì)或者增量]=0

3.1.4公式推導(dǎo)：

3.2繪制仿真所需的零部件--粉塵箱

為了便于仿真粉塵箱的結(jié)構(gòu)，首先需要在軟件中繪制出基礎(chǔ)零件，此處使用的是Creo Parametric 5.0版本的軟件，通過新建零件以及一系列的軟件操作，在軟件中繪制出設(shè)定尺寸的基礎(chǔ)物件，此處不作材料屬性設(shè)定，直接進(jìn)入仿真。

3.3進(jìn)入仿真程序--開啟流體分析

在軟件中選擇“應(yīng)用程序”，再選擇工具欄中的“流體分析”。

第一步：創(chuàng)建流體域，設(shè)置相關(guān)區(qū)域;

第二步：選擇物理模塊，勾選流體;

第三步：網(wǎng)格細(xì)分;

第四步：點(diǎn)擊運(yùn)行仿真;

4.結(jié)語

全面、細(xì)致的對設(shè)備中的關(guān)鍵零部件進(jìn)行仿真，才能觀察到零部件在各種條件下的工作變化，從而在各種變化中擇優(yōu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免了實(shí)物加工出來后，試用不合格，反復(fù)設(shè)計(jì)加工，增加了材料費(fèi)用和試驗(yàn)時間。極大的提高了設(shè)備連續(xù)優(yōu)化，升級，改造的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，不僅滿足了光纖產(chǎn)品也來越高的消費(fèi)需求，同時不斷加快了先進(jìn)設(shè)備的開發(fā)和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張趙順.流體力學(xué)（第3版）.清華大學(xué)出版社，2015年7月

[2]劉廣生.Creo Parametric 5.0動力學(xué)與有限元分析從入門到精通.人民郵電出版社，

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