计算机辅助技术范文10篇

时间:2024-02-17 07:05:24

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计算机辅助技术

计算机辅助技术与机械设计制造分析

摘要:伴随我国当前经济与科技的稳定发展,各个行业在发展的过程中都得到一定的改进。其中机械设计制造行业在发展的过程中,要想提高其工作的效率,改善传统的设计制造存在的不足,则需要合理的将机械设计制造与计算机辅助技术融合,进而能够实现智能化与自动化发展,促使工作的效率与质量得到有效的提升,发挥两者结合的优势与作用。基于此,本文分析机械辅助技术与机械设计制造结合的优点与缺点,笔者根据自身经验提出相应的建议。

关键词:机械设计制造;计算机辅助技术;分析;结合

在社会经济稳定发展的支撑下,机械设计行业竞争日益激烈,相关企业要想高效稳定发展的发展,并且能够在行业竞争的过程中取得自身的地位。则需要合理的将计算机辅助技术融入到企业发展生产中,合理的将其与机械设计制造结合,促使机械设计的精准度得到有效的提升,同时能够大幅度降低误差的现象。然而,机械设计制造与计算机辅助技术结合的过程中,虽然能够发挥一定的优势,但仍然会存在相应的缺陷,需要相关管理人员的重视,进而能够制定针对性措施,促进机械设计制造行业稳定发展。

1机械设计制造的概述

机械设计制造主要是由机械制造与机械设计组成,其中机械制造主要指的就是相关机械与仪器的生产制造过程中。而机械设计则需要根据机械设备的工作原理,以及工作模式,分析各个材料与部件的尺寸大小,并根据实际情况对其进行优化设计,保障生产工作能够正常开展。伴随我国社会经济的稳定发展,促使机械设计制造行业得到一定的改善与优化,再加上现代科学技术的应用,机械设计制造行业正在朝智能化与自动化方向发展。相关计算机辅助技术能够高效的应用到机械设计制造企业当中,并且能够发挥一定的优势与作用。因此,相关企业应该重视机械设计制造与计算机辅助技术的结合工作,促使传统的生产模式得到优化与完善,促进行业的稳定发展。

2计算机辅助技术在机械设计制造中发挥的作用

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机械设计制造与计算机辅助技术分析

摘要:随着我国经济的快速发展和社会的良好建设,在机械设计制造水平的不断提升中,计算机辅助技术发挥着重要的作用。计算机辅助技术能够给予传统机械设计制造有效的补充。计算机辅助技术和机械设计制造相结合有重大的现实意义。

关键词:机械设计制造;计算机辅助技术;技术结合

计算机技术是一种综合性技术。软硬件、制图工具都突出了计算机功能的多元化。计算机技术的发展对我国提升社会生产力有重要的影响。所有机械设计的优化发展都来自于机械制造的智能化和自动化。传统的人工设计已经不适应当今的机械制造业,精确率和高效率是当今机械制造业务必达到的效果。计算机技术的应用提升了机械设计制造的工作效率和设计精确度[1]。计算机技术运用在机械制造业中符合当今社会的高效发展要求,也是本研究的意义所在。

一、机械设计制造与计算机辅助技术相结合的发展意义

机械制造和机械设计是构成机械设计制造的两个主要部分。机械设计要根据机械设备的使用要求来完成。设计的参考依据是机械的传输运作形式、工作原理和构件材料等。机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的总称。机械制造及计算机辅助技术结合突出了智能一体化、数字化、虚拟化,最主要的是绿色化,符合新形势下中国特色的发展要求。让机械设计制造和计算机辅助技术更好地融合在一起,最终达到生产率在机械制造业中有效提高,同时,推动机械制造业向长久的方向得到良好的发展,来增加行业的收入效益,是当下行业发展的必然趋势[2]。

二、计算机辅助技术在机械设计制造中的应用优势

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计算机辅助技术在机械设计的运用

1利用计算机辅助技术的重要性

在机械工程中进行机械设计是非常重要的环节,它是进行生产工作的前提,它也关系到机械性能问题,因为机械的性能关系到设计质量的问题。从狭义的角度分析,机械设计主要是进行技术设计的工作,在广义的角度来分析,机械设计就是按照现有的条件以及设计者的需求进行设计。所以,本文将会对机械相关零件形状、能量大小的传递方式、机械相关的工作原理、结构材料的质量等内容进行分析。然后将这些形成较为具体的描述当做进行机械制造的依据。该工作属于一种创造性的设计,同时也是在成功的经验上进行的,所以两种因素更好的结合,才能提高机器制造的质量。在进行机械制造时都是需要计算机进行辅助,比如:计算数据和编辑图片等内容都需要使用计算机中的软件进行。除了这些内容在计算机上完成,还可以现在计算机上把一些图纸数据模拟出来,这样可以利用计算机来分析产品的受力和性能,之后在根据表现的情况进行相应的改善,从而提高产品的质量。在机械设计加工中计算机技术越来越受欢迎了,因此,本文将会对该技术进行详细的分析。

2在机械设计中计算机辅助技术的使用

2.1CAD逆向工程的使用

逆向工程在机械设计领域属于一种的新型的科学技术设计,它对机械设备的使用成效具有很大的帮助。但是在实际的研发过程中,却遇到了很多的现实问题,比如:研发的成本比较高,还有市场中各种因素的限制等,这些因素严重的影响逆向工程研发的时间以及作用的发挥。针对这些问题,在进行机械设计中,研发人员要充分的利用现代科技成果,将新的科技成果和机械技术更好的融合。在机械设计中使用计算机软件技术有利于提高生产的技术,在建设逆向工程时,通过利用仿真模型的方法对实物进行分析。这样以来设计人员可以根据产品的基本特点,对逆向工程相关的零部件进行模型设计。实现逆向工程的基础是要在实物的条件下,对产品相关的零部件逆向构成模型进行了解,从而实现产品生产的创新。在以往的逆向工程研究中主要是对实物进行分析,研究者主要是在原有的产品上,创新实物模型的设计,从而来提高产品的性能,也有通过测量坐标的方式,利用CAD软件进行制图将实物转变成虚拟的模型。而利用计算机辅助技术对产品进行加工,可以实现多种技术的逆向转换进行设计。它主要是通过数据进行网格绘制,然后根据各种数据点进行模拟,如此会得出一个连续的曲面,然后在对曲面进行不同的修复,进而得到事物的模型。之后再利用SCAN-TOOLS技术对已经生成的曲面实施延伸和裁剪的工作,然后将曲面转变成实体,通过计算机软件实现设计的参数化,最后实现重建的模型。

2.2CAD汽车覆盖件设计

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计算机辅助设计的技术运用

计算机辅助设计的技术应用是顺应时展的必然选择,对计算机技术应用发展具有重要意义。计算机辅助设计可以灵活应用到传统产业发展创新以及其他现代化设计发展环节中,对提高企业的竞争力具有重要意义。相关人员必须要加强对计算机辅助设计的重视,推动其实现新发展。

1计算机辅助设计技术应用状况和发展

在信息技术高速发展及推广的情况下,计算机辅助设计应用的范围也随之扩大。特别是随着计算机技术的不断革新,计算机辅助设计逐渐发展成熟,在企业以及其他领域的应用也越来越广泛。在工程图纸和手绘等环节应用计算机辅助设计技术,可以有效提高工作效率,同时还可提高设计的质量,对推动各项工作顺利开展具有重要意义。就当前来说,计算机技术辅助设计技术在二维设计和三维设计中都有了较为广泛的应用。计算机辅助设计应用于二维设计领域时,主要可以用在商业摄影以及视觉传达设计等环节中。在此过程中,Photoshop和Paint等软件都可以对图片作品进行一定的修饰,可以提高产品的最终效果,对提高照片的艺术性具有重要意义。在此基础上,再使用Photoshop等开展新一轮的设计,二维平面的艺术创作可以以更为合理的方式开展。除了应用于二维领域之外,计算机辅助技术也可以应用到三维设计领域,特别是在建筑设计和工业设计等领域具有极为广泛的应用。在三维设计开展过程中,舞台设计师等专业人员可以在SketchUP等软件的帮助下开展舞台场景尺寸模拟工作,在此基础上制作的舞台效果图的质量等都会明显提高。再辅之以必要的动画技术等,如此设计出的动画场景的质量会明显提高,设计的有效性也进一步提高。工业设计过程中,应用计算机辅助技术中的犀牛等软件可以有效对各种造型进行模拟,手绘较难设计出来的作品和造型等可以在该类软件的帮助下轻松完成,对提高设计效率,提高设计作品的实际质量等具有重要意义。

2计算机辅助设计技术应用存在的问题

2.1软件商品化建设存在问题。尽管当前国内已经推出了一定数量、版本的计算机辅助设计的软件和配套系统,同时其在市场上也占据了一定的地位,但是从相对长远的角度看,该类软件和系统的商品化程度等仍存在较多问题,设计的专业性和学术性等相对较强。该类问题体现在软件的设计和开发环节可以表现为产品的设计目标等不够明确,设计出来之后,产品的实用性等存在一定的问题。就当前来说,计算机辅助设计使用的软件和系统等的开发工作主要由高校的科研中心以及其他相关的科研机构完成,其工作的中心和重点更多集中在产品的创新和学术应用等领域,其对产品的商业应用等的重视程度则有一定的欠缺,对市场需求的了解程度也不够详细,更多强调与国家标准接轨,导致最终设计的计算机辅助技术和软件的应用范围受限。另一方面,在进行计算机辅助软件设计过程中,高校和科研机构并没有加强对计算机辅助设计软件规模化研发和建设的重视,在设计过程中更多将其作为一种配套的软件来开展开发和设计等工作,生产的规模化和商业化建设都出现了问题,导致最后的产业集群化建设等工作受到限制。计算机辅助设计软件商业化建设的问题影响了其大范围的推广,后续规模设计研发等工作的开展也面临诸多问题。如果相关部门不加以重视,其最终的质量都会受到影响。2.2长期规划不足。计算机辅助设计的软件和系统研发工作开展过程中,其所属的公司之间的联系不强,许多企业没有加强对该类软件和系统设计的重视,因而也没有对该类软件设计的工作展开会议研讨,企业大多单枪匹马地开展软件开发和建设工作。在竞争性不强、行业间的联系不密切的情况下,企业在开展计算机辅助软件和系统设计过程中的研发力度、生产方式和经营方式等都长期处于发展停滞状态,其发展的积极性不强。但是计算机辅助设计是一项相对复杂的工作,并不是单纯地用计算机绘图来取代手工绘图,设计过程中存在许多其他影响因素。企业要想在计算机辅助设计技术以及软件系统等领域实现新发展、新突破,就必须及时制订长期发展规划,对企业当前的计算机辅助技术和软件开发工作进行全面综合的分析,结合企业的整体发展规划,制订适合计算机辅助技术发展的长期计划,使得各项计划之间实现协调适应。在规划明晰的基础上,各项工作开展的有效性及计划性等都会明显提高,这将对其后续相关工作的顺利开展具有重要意义。但是相关企业目前并没有加强对计算机辅助设计技术和软件的重视,其实际应用过程中仍存在许多问题,因而对后续相关工作的顺利开展造成了一定的影响。2.3计算机辅助设计的技术应用人才短缺。计算机辅助设计的技术应用相对比较广泛,对专业性技术人员的需求则相对比较大。但是计算机辅助设计技术等发展周期相对比较短,属于近年来才逐渐兴起的一门学科,这就导致其专业性人才较短缺,现有的计算机辅助设计人才的质量也高低不齐,影响了其技术开发和技术应用等各项工作的顺利开展。计算机技术人员在提高自身能力的过程中并没有加强对计算机辅助设计应用技术和软件开发的重视,需要专业人员开展配套合作,高校学生等对该行业发展也存在一定的认识误区,导致计算机辅助设计开展面临诸多问题。要想推动计算机辅助设计技术应用和开发工作顺利开展,就必须加强对专业性人才的重视,解决人才短缺等一系列问题。

3计算机辅助设计技术改进措施

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浅谈计算机辅助设计技术创新

摘要:铸造工艺的可持续发展,在生产加工模具过程中逐步体现科学的控制特点,提升了产品质量,压缩投入成本,相应提升竞争力。随着计算机辅助设计在生产制造中的应用,在车间工人与工艺无法提供有效支持的前提下,还可以确保生产水平和产品质量,解决了生产中的相关难题,不仅增加了市场效益,对技术创新发挥了推动作用。本文针对多样化铸造模具生产,提出了计算机辅助设计的实际应用,并简单分析了技术创新的发展情况。

关键词:计算机辅助设计;多样化铸造模具;生产技术;创新

我国铸造模具的设计和制造,从设计三维实体到三维数控加工成型,已经形成一整套相对成熟的操作工艺。但铸造模具的内外部质量,包括生产操作流程依然存在一部分不足,与国外发达国家相比尚有一定差距。因此,围绕怎样提升模具质量与压缩生产时间开展大规模的技术创新。尽管这样,由于铸件模具独特的操作特点,生产供应依然是难以彻底解决的主要难题。引用计算机辅助设计积极创新技术,可以节省生产设计时间,降低废品率,提高操作效率,对其研究具有一定实际意义。

一、在多样化铸造模具中计算机辅助设计的实际应用

(一)铸造工艺应用。1.实体造型。第一,软件造型特点。可用创新软件获得三维实体造型,不仅成功保留了传统软件的各种性能,同时也最大程度展现三维技术优势,在设计中成功引入直接建模交互技术。通过WARP工具就可以拉伸、弯曲操作设计对象,用户利用特征面板功能参与操作,产生直接体验。通过人与人的连通,顺利做好动态评估,顺利访问项目与产品数据。第二,建模。是指建模操作中采取方法,还可以通过几何方式对产品性能进行表达,根据产品约束、工艺和性能在计算机上设置实体模型,类似于工程的方法理念。主要通过以下方面构成建模工艺:一是根据建模准则有效明确;二是详细分析产品和结构的内部联系;三是明确建模方式;四是找出零部件的基本几何拓扑关系模型;五是结合上述原则与特点实现建模;六是检验已经完成的三维模型。[1]2.加入铸造工艺。第一,设计冒口。主要发挥补缩铸件的作用,在设计流程中应达到下列要求:首先凝固时间必须超过铸件凝固所需时间;其次是充分进行补缩金属液操作;最后是与伸缩位置形成一定通道。设计方法多样化,当前主要采取三次方程法与模数法。其中后者科学性更强,利用软件直接计算软件的表面积与体积。结合模拟数据结果准确定位位置,先对不存在冒口的铸件实施模拟凝固,再根据缩孔缩松实际位置对其部位有效确定,进一步决定是否应添加冷铁。按照冒口不同外型设计尺寸,允许存在一定的差异。第二,浇筑系统设计。铸型腔内部通道流入金属液称为浇注系统,一定程度威胁产品的质量。为了提升系统的准确水平,可以通过二次开发软件模块实现。第三,文件格式转换。全部文件格式都是STL,同时需要对各个系统和冒口及铸件有效分隔,彼此之间保持独立性。[2](二)虚拟生产系统应用。1.动态管理车间。在调度管理操作中,应对加工工件的顺序与时间不断优化,进一步达到动态协调的目标。而仿真操作则是经常采取的方法。根据数学模型的理论知识,针对突发状况特点,采取对应的模式,保证计划顺利实现。防止由于操作时间缺乏产生一些不必要的损失。但是,在仿真和调度管理操作中,需要庞大的数据进行支撑,通过建立信息数据库,可以保证合理实行仿真。其中针对操作参数建立数据库,有利于保存与管理工艺设计流程中形成的信息,在铸造系统设计中数据库是中心,基于这一公共数据库形成全部设计与绘图操作。主要是为全部设计内容提供对应参数,比如密度、收缩率等。上文所述的冒口与浇注设计模块都使用固定不变的模型与结构,只是尺寸存在不同。因此需要对铸件类型、模数等优先考虑,在正是绘图之前利用计算机对参数进行计算。之后,结合结果与数据库标准自主查询,当标准件与要求不相符时,对数据模块有效定义,通过传输交互数据,自行把结果转化为图形。2.设计。ASP.NET系统努力获得这一系统的支持。具体是向便携式软件中加入生产模型所需的信息,在设计中可以同步调用数据。这项技术还可以与规划目标方式有效联系,加载生产中产生的图片与视频。

二、技术创新发展

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计算机辅助技术在美术教学的应用

摘要:美术作为一门审美和智慧并存的学科,在教育领域的地位举足轻重。为了探讨美术学科在精神层面的审美意识培养方面具备怎样的作用,能够发挥怎样的价值,其研究工作在美术教学的领域内利用计算机辅助技术。通过技术应用的方式,为新时期的美术教学提供了丰富的信息资源。结果证实,学生的信息获取更加便捷,学生的领悟能力也发生了很大的变化。

关键词:计算机辅助技术;美术教学领域;应用模式

计算机辅助美术教学是利用计算机作为教学载体,针对性地开展美术教学活动,让学生获得基础美术知识的同时,还能了解审美方面的相关内容,以此为基础培养观察能力与创新能力。《全日制义务教育美术课程标准》中也明确提出,现阶段的美术教学工作要充分利用校内外的不同课程资源,或是借助自然环境来为教学工作提供帮助。因此,如何综合应用计算机辅助技术,也成了后续教学工作的主要目标。

1基于美术教学的计算机技术应用现状与意愿调查

在国家大力提倡信息技术与课程之间形成整合的背景之下,学校也应该跟进时展的趋势,通过计算机辅助技术来开展教学活动,强调信息技术的应用,提升教学效果。而随着教育目标从知识传授到能力培养的方向转变,不断改革的教学模式也发生了一定的转变。在这里笔者以围绕某班级的56名进修学院教师的调查结果作为参考标准,了解当前美术领域的教学现状,获取的数据信息,如表1—表4所示。从调查结果看,大多数教师对多媒体教学手段的应用持“中立态度”,即他们在开展教学的过程中并不会刻意地利用计算机辅助技术来提升教学工作的效率,而主要是针对如何让教学活动适应不同学生的需求来展开,并调整课堂教学的全过程,构成一个新型的教学组织形式。尽管计算机辅助教学已经实现了相对完善的发展应用,但教师在教学观念上仍然有一些需要改进的地方。例如从调查结果上看,仍然有部分的教师在观念上存在偏差。一些教师过度依赖多媒体教学,追求教学过程在视听层面的效果,而忽视了教学的实际效果;一部分教师却始终坚持传统教学,未能利用现代教育技术的优势。在信息时代下,学生对于知识需求的模式也发生了改变,如果教师不学会合理利用新的教学手段来组织教学,那么在教学质量和教学效果上也会存在明显差距,不利于学生在各个方面的能力培养。

2计算机技术辅助美术教学具有显著优势

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计算机辅助技术应用研究论文

摘要:CAD/CAE/CAM技术的迅速发展正推动着制造业从产品设计制造到技术管理一系列深刻、全面、具有深远意义的变革。CAD不仅仅是"甩图板"已渐渐为人们所认识。本文从实用的角度讨论了计算机辅助技术(CAX)深化应用中的诸如企业规划,软件选型、人员培训、应用推广等问题,对CAD/CAM软件选型的方法和步骤作了重点介绍,力求具有实用性、先进性、科学性。

关键词:CADCAMCAX应用

[summary]:quickdevelopmentthatCAD/CAE/CAMtechniqueispushingthemanufacturingindustryfromtheproducttodesigntomaketechnocracyaseriesdeep,completely,havethereplacingofprofoundmeaning.CAtheDisnotonlyandonlyis"jiltthedrawingboard"alreadyandgraduallyknowforpeople.Thistextdiscussedthecalculatortolendsupporttothedeepoftechnique(CAX)toapplytheinsidesuchasthebusinessenterprisetoprogramfromthepracticalangle,andthesoftwarechoosethetype,personnelthetraining,applicationexpansionetc.theproblem,methodtowardsCAD/CAMsoftwarechosetypemadethepointintroductionwithstep,andtryhardfortohavethefunction,advanced,science.

Keywords:CADCAMCAXapplication

一.前言

随着计算机技术的迅速普及,计算机的应用已渗透到人们生产、生活的各个领域,CAD--计算机辅助设计、CAPP--计算机辅助工艺过程管理、CAM--计算机辅助制造、CAQ--计算机辅助质量管理统称为CAX即计算机辅助技术,已为广大工程技术人员所熟悉,CAX的应用水平不仅是衡量企业产品开发、设计、制造能力和技术先进性的重要标志,更进一步影响着企业在激烈的市场竞争中的生存空间和发展潜力。

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计算机辅助技术应用探究论文

摘要:CAD/CAE/CAM技术的迅速发展正推动着制造业从产品设计制造到技术管理一系列深刻、全面、具有深远意义的变革。CAD不仅仅是"甩图板"已渐渐为人们所认识。本文从实用的角度讨论了计算机辅助技术(CAX)深化应用中的诸如企业规划,软件选型、人员培训、应用推广等问题,对CAD/CAM软件选型的方法和步骤作了重点介绍,力求具有实用性、先进性、科学性。

关键词:CADCAMCAX应用

[summary]:quickdevelopmentthatCAD/CAE/CAMtechniqueispushingthemanufacturingindustryfromtheproducttodesigntomaketechnocracyaseriesdeep,completely,havethereplacingofprofoundmeaning.CAtheDisnotonlyandonlyis"jiltthedrawingboard"alreadyandgraduallyknowforpeople.Thistextdiscussedthecalculatortolendsupporttothedeepoftechnique(CAX)toapplytheinsidesuchasthebusinessenterprisetoprogramfromthepracticalangle,andthesoftwarechoosethetype,personnelthetraining,applicationexpansionetc.theproblem,methodtowardsCAD/CAMsoftwarechosetypemadethepointintroductionwithstep,andtryhardfortohavethefunction,advanced,science.

Keywords:CADCAMCAXapplication

一.前言

随着计算机技术的迅速普及,计算机的应用已渗透到人们生产、生活的各个领域,CAD--计算机辅助设计、CAPP--计算机辅助工艺过程管理、CAM--计算机辅助制造、CAQ--计算机辅助质量管理统称为CAX即计算机辅助技术,已为广大工程技术人员所熟悉,CAX的应用水平不仅是衡量企业产品开发、设计、制造能力和技术先进性的重要标志,更进一步影响着企业在激烈的市场竞争中的生存空间和发展潜力。

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计算机辅助技术应用论文

一、概述

随着计算机技术的迅速普及,计算机的应用已渗透到人们生产、生活的各个领域,CAD--计算机辅助设计、CAPP--计算机辅助工艺过程管理、CAM--计算机辅助制造、CAQ--计算机辅助质量管理统称为CAX即计算机辅助技术,已为广大工程技术人员所熟悉,CAX的应用水平不仅是衡量企业产品开发、设计、制造能力和技术先进性的重要标志,更进一步影响着企业在激烈的市场竞争中的生存空间和发展潜力。

对于许多企业和工程技术人员而言,CAX早已不是"旧时玉谢堂前燕",CG---计算机辅助绘图的应用已深入人心,CG所实现的"甩图板"固然是推动计算机辅助技术在工程技术开发领域应用所迈出的一步,但同时应当看到相对于真正意义上的产品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成,AM--敏捷制造和CE---并行工程而言,无论在技术含量上,还是在预期经济效益上这都只是第一步。因而,三维建模,智能化CAD以及PDMS---产品数据管理系统,乃至全系统集成等CAD的推进深入工作又站在一个全新的起跑线上,重新面临着整体规划、软件选型、人员培训、应用推广等问题.

二、企业级"CAX"应用整体规划

凡事预则立,不预则废。CAX应用亦然。首要重点就是企业级的整体规划,具体而言,包括时间、空间两个方面。

在时间范畴上,企业CAX的应用、深化作为一项系统工程,决不能一哄而上、一蹴而就的,所以从实施之初就应当立足生产实际,结合企业发展大计,制定长期战略,长计划短安排,从CAD。CAM、PDM等系统的初步建立,逐步完善,到全面集成系统管理,步步为营,并依据各阶段计划落实情况和企业发展变化对计划进行适当的修正。

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计算机辅助工程技术研究

1轨道交通车辆设计中的计算机辅助工程技术的概述

计算机辅助工程技术,即CAE技术的提出将产品当中的各个环节进行了有机的组织,将有关的信息集成并使其产生、存在于产品的整个生命周期当中,是一个包括了相关人员、经营管理、技术、信息流、物流等方面的有机集成与优化运行的复杂系统。轨道交通车辆设计的传统设计理念是构思、绘制草图、方案比较、设计计算、确定工程图、加工制造并以实物样机作为最终的结果,在这个过程当中耗费了大量的时间与成本,并且要想达到产品定型的生产阶段通常需要经过多次的反复。CAE在三维实体建模的基础上根据实际使用条件来对产品进行仿真与结构分析,根据性能需求来进行设计与综合评判,有助于从多个设计方案当中选择出最优的方案,实现产品从设计阶段开始便能不断地完善设计概念。目前城市轨道交通车辆设计当中常用的CAE软件主要包括ANSYS软件、ADAMS软件等。其中,ANSYS是由美国ANSYS公司开发的可以同多数CAD软件接口来实现数据共享与交换的软件,其模块主要包括:提供了强大实体建模与网格划分工具的前处理模块;包含了结构分析和流体动力学、声场、电磁场等分析并且能够模拟多种物理介质间相互作用的分析计算模块;将计算结果以彩色等值线、矢量、立体切片等图形方式显示出来或用图表、曲线形式来显示与输出计算结果的后处理模块。ADAMS软件是由美国MDI公司所开发的机械系统动力学仿真分析软件,它使用交互式图形环境、零件库、约束库和力库来创建出完全参数化的机械系统几何模型,可以用来预测机械系统的性能、碰撞检测、运动范围等,并且可以对有限元的输入荷载进行计算。除此之外,还有I-DEASMasterSeries分析软件、MRAC有限元分析软件、ABAQUS非线性有限元分析软件等。

2轨道交通车辆设计中计算机辅助工程技术的应用

1)车辆结构强度的设计。轨道交通车辆的结构强度是确保车辆可靠性、安全性的一个重要指标,应当在采用先进试验方法鉴定车辆承载零部件强度的同时,借助先进的计算方法来实现车辆强度的理论分析。车辆结构强度的分析包括保障车体与转向架及各个零部件结构安全的结构静强度分析、确保运动车辆的动强度与动刚度的结构动强度分析、给预测构件疲劳寿命和结构轻量化设计提供重要条件的疲劳强度分析。例如可采用I-DEASMasterSeries分析软件创建钩舌模型来对钩舌的静强度做出有限元的分析计算。

2)车辆碰撞安全性的设计。车辆的碰撞过程当中伴随着大变形,在对车辆碰撞的安全性进行分析时应当综合考虑车辆材料以及其同自身、其他物体之间发生的接触,这就使得车辆的耐撞性成为了一个高度非线性的问题。对于车辆大变形碰撞的研究方法包括实物试验、理论研究、数值仿真。其中理论研究可以抓住问题的本质,给实物试验、数值仿真与建模带来方向性的建议与指导。由于列车的碰撞安全性试验的耗资巨大且破坏性强,目前世界范围内仅美国对实车碰撞试验进行了开展,在这种背景下,利用CAE技术的计算机仿真给车辆碰撞的安全性分析提供了主要的研究方法。车辆碰撞的安全性分析主要包括对车辆碰撞过程当中的车体和转向架等相关部件的变形、动态响应的有限元方法研究;对人体在不同的碰撞条件下的响应的研究,并有效地评估乘员在碰撞过程当中所受到的伤害;模拟车辆的碰撞全过程,并评价设计的安全性。

3)制动的设计。城市轨道交通车辆的制动系统主要包括气制动系统、电制动系统这两种,以电制动为主要制定控制原则并在制动力不足的情况下来补充气制动。电制动系统分为电阻制动、再生制动,气制动依据基础制动元件的不同分成盘式制动、踏面制动。通常速度<100km/h的车辆可采用踏面制动,而速度≥100km/h的车辆可选用盘式制动。在制动分析当中包含了基础制动参数的优化、制动过程的动态仿真、制动粘着的分析、制动距离与时间的计算、制动阀的动态仿真等等。

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