2008年(第30卷)第10期
汽 车 工 程Aut omotive Engineering
2008(Vol .30)No .10
2008190
基于隐式参数化模型的车身结构优化设计
原稿收到日期为2008年8月15日,修改稿收到日期为2008年9月4日。
李 楠1
,高卫民2
,戴 轶
2
(11同济大学汽车学院,上海 201804; 21上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海 200437)
[摘要] 引入隐式参数化模型的概念,并结合有限元网格自动生成技术,对车身模型各项特性参数进行有效
设置,可实现运算过程无须人工干预的优化循环,对车身结构进行形状与拓扑优化。以某车型为例,对前保险杠与碰撞盒组成的系统结构进行了基于耐撞性能的优化。优化后结构对于增强车身耐撞性效果明显。
关键词:隐式参数化模型;车身结构优化;耐撞性能
Op ti m izati on Design of Car Body Structure Based on I m p licit Para metric Model
L i Nan 1
,Gao W e i m i n 2
&Da iY i
2
11College of Auto m otive Engineering,Tongji U niversity,Shanghai 201804; 21SA IC MO TOR Technical Center ,Shanghai 200437
[Abstract] By intr oducing a concep t of i m p licit para metric model,combined with finite ele ment mesh aut o 2matic generati on technique,and the p r oper setting of characteristic para meters of the model,the shape and t opol ogy op ti m izati ons of car body without manual interventi on can be realized .A s an exa mp le,the crashworthiness op ti m iza 2ti on of a body 2in 2white substructure consisting of fr ont bu mper and crash box of a car is carried out with good results achieved .
Keywords:i m pli c it param etr i c m odel ;car body structure opti m i za ti on;cra shworth i n ess
前言
随着汽车工业的不断发展,消费者以及各种评
价体系对车辆性能的要求越来越高,而市场竞争压力使得车辆的开发周期越来越短。有效解决高性能、高质量与短时间、低成本之间的矛盾,是提高产品竞争力的有力手段,因此CAE 技术在近年来得到了高速的发展,各种应用软件与方法被引入车辆开发与生产的各个环节中,逐步形成设计与分析并行的研发流程。然而我国车身结构的仿真分析一般还都局限于验证工作,性能验证多是在产品完成后进行,对产品的发展与改进意义不大,缺乏对设计的指导作用。随着国内自主研发能力的增强,如何将CAE 技术有效地应用于概念设计阶段,实现仿真分析对设计进行驱动和指导,已逐渐成为一个备受关注的课题。
概念设计阶段在车辆开发过程中起着至关重要
的作用,此阶段具有产品知识少,设计自由度大的特
点。对于车身结构的前期设计,一般需要研究大量待选方案,有时甚至需要考虑完全不同的车身构造及载荷路径策略。此阶段设计的优劣将直接对成本控制产生重要的影响。因此,在有限的时间内快速实现设计改型,并对被动安全、NVH 以及疲劳耐久等多方面结构性能进行评估,同时有效地提出优化方案,为设计提供方向,是CAE 应用于概念阶段需要解决的关键技术。
过于依赖复杂的3D CAD 模型和详细的CAE 模型的传统产品开发工具及方法并不适合于概念阶段,因为其设计改型效率不高,并且往往因为设计前期知识量太少而根本不具备详细建模的条件,所以该阶段适合建立一种相对简化、便于修改,并且能够较好完成性能分析与优化等设计任务的参数化模型[1]
。只有实现CAE 方法与快速参数化建模方法相结合,才能促使CAE 工程师参与到概念开发的团队中,为设计工程师提供建设性意见。由此,提出了
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基于SFE CONCEPT 的快速隐式参数化建模方式,内嵌的有限元模型自动生成技术,可以使研发部门在概念设计阶段非常有限的时间内,以尽可能少的人工干预实现白车身不同设计模型的建立和分析工作,这是车身结构开发过程中并行工作的一个有效方法
[2]
。作者以上汽某开发车型为例,运用此工具
实现了概念设计阶段白车身前端部分部件的结构优化。
1 基于隐式参数化模型的优化循环
111 隐式参数化模型
参数化设计可以通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸自动完成对图形中相关部分的改动,从而实现尺寸对图形的驱动,因此深受工程设计人员的欢迎。传统的参数化几何体不是利用诸如多项式等数学描述方式直接进行创建和修改,而是由一系列抽象的参数形成。几何体之间的关系可通过线性方程组来描述,这种情况是“显式”参数化
。
图1 设计参数更改对应的模型变化
而在SFE CONCEPT 的“隐式”参数化描述中,单个模型的几何形状只由3种类型的参数来控制:控制点位置、线曲率和截面形状。系统级模型可以通过控制上述参数和描述单个模型之间的拓扑关系来自动生成。因为所有复杂的系统级模型都是通过拓扑关系相连接,一旦修改上面提到的任一参数,与其相关联的所有几何体都会产生相应变化。比如,调整一个控制点的位置,影响的将不仅仅是直接相应的目标体,而可能是模型中大部分的几何构件。图1是设计参数更改时,传统CAD 参数化模型和隐式参数化模型相应变化的对比。增大门槛梁的截面宽度,对于图1(a )的传统CAD 参数化模型,门槛梁形状发生了相应变化,但由此破坏了系统级模型的几何连续性,不同部件间产生了脱离或干涉;对于图1(b )的隐式参数化模型,随着门槛梁形状的变化,
与之相连的所有几何部件都发生了相应调整,整个
系统模型仍保持原有的拓扑关系及几何连续性。
概念设计工程师通过隐式参数化模型可以轻松创建和修改模型的拓扑与几何关系,而不需要将复杂的映射规则转化成数学描述形式,这有利于概念阶段各种设计方案的快速实现。112 有限元模型自动生成技术
可迅速创建和修改的隐式参数化模型是实现概念阶段CAE 驱动设计的前提条件。然而,要最终实现设计模型的快速性能评估及优化,如何通过预先定义的一系列参数来自动生成完整的分析模型,也是一个必须要解决的问题。SFE CONCEPT 提供了有限元模型自动生成技术,可以解决这一问题。在对网格质量标准、连接单元特性参数等进行有效设置后,可通过内嵌式有限元生成模块,自动生成满足要求的有限元模型。此过程还结合了必要的网格质量检查程序,如保证无初始穿透、无单元最小边长小于标准等。
有限元模型不仅需要自动生成,还要能够随着参数化几何模型的更改而实时更新。Mor phing 技术可以通过改变有限元的节点坐标来实现模型形状的改变,这是一项常见的应用于有限元模型变形的技术。但该技术在概念设计阶段存在较大的局限性:首先,当几何参数发生大的变动时,网格质量会迅速变坏,从而导致仿真结果因为存在大量不符合单元质量标准的坏网格而变得不准确,严重时甚至无法进行运算;另外,该技术只适合于单个模型部件的形状改变,而无法应用于系统级模型进行拓扑结构修改的情况。SFE CONCEPT 网格自动划分技术克服了以上缺陷,当几何模型发生参数改变时,其有限元生成模块会在后台自动运行,将变动后的模型重新进行网格划分,而不是在原有网格基础上进行拉动。同时各种连接关系也会随之更新,因而保证了分析模型的质量。这种快速实现分析模型几何及拓扑修改的功能,非常适合概念前期模型改动大、设计方案灵活的特点。113 优化循环
以上两种功能特性解决了概念设计阶段车身结构优化存在的技术障碍。再将SFE CONCEPT 与合适的有限元求解器及优化工具相联合,即可以实现优化运算过程的自动循环。将SFE CONCEPT 设置为批处理模式,利用优化算法可以在其标准的ASC II 界面下修改车身结构的拓扑和形状。其中,设计变量的设置可有两种形式:一种即标准的参数元素,如
2008(
Vol .30)No .10李楠,等:基于隐式参数化模型的车身结构优化设计?859 ?
控制点、线、梁截面等,这种参数化结构的应用可以使每一个设计元素都能在优化工具中得到修改;另一种是变量录制,此功能可以将不同的设计更改集合成一个变量。使用者只须在G U I 图形用户界面中简单修改参数化几何,即可完成录制过程,设计变量
的边界可以通过对模型几何的综合研究来确定[3]
。此功能的好处在于可在很短时间内定义大批变量。
具体的优化循环流程在图2中进行了详细描述。工程师只须预先设定目标与约束以及优化进程的收敛标准。在循环过程中,经求解器和优化工具输出的修改后的设计参数直接导入SFE CONCEPT,几何模型会随之自动更新,并为下一轮运算导出更新后的分析模型。整个优化循环的运算过程可以自
动运行,不再需要人工参与[4]
。
图2 优化循环流程图
2 基于耐撞性的结构优化分析实例
车身概念设计阶段,在对关键性的单个部件(如
前纵梁)进行细节设计之前,对模型进行系统级的方向性分析及优化有着重要的意义。文中以上汽技术中心某开发车型为例,基于白车身的耐撞性能,选取前保险杠与碰撞盒构成的系统结构进行优化。图3 白车身隐式
参数化模型
图4 优化设计案例区域
211 模型描述
所研究车型的更改区域主要为车身前半部,为节省建模时间,只对白车身的B 柱及以前区域进行了隐式参数化模型建模。图3为SFE CONCEPT 中建立的白车身参数化模型,B 柱及以前区域为隐式参数化模型,其中的几何控制参数及拓扑关系可以作为设计变量进行修改和设计优化;而后舱区域为外部导入有限元模型,其目的在于保留和利用成熟的既有车型的
部分设计。通过耦合的参数化建模,设计者既可以
对更改部分进行参数化优化分析,同时也可保留既有车型的设计优点。
图4提取了白车身前端区域,将碰撞盒与保险杠构成的系统结构作为考察的优化设计案例,以碰撞吸能量为评估标准对该系统结构进行优化。212 优化目标与设计变量
选用该车型某开发实验工况,白车身以34km /h 的速度全宽正碰刚性壁。优化目标为碰撞盒与保险杠碰撞后吸能量最大。
图5 优化模型的设计变量
如图5所示,保险杠的参数化模型由两段对称的梁构成,选取梁的基准线的外端点位置作为设计参数。为保证结构对称性,两端控制点位置
需要同步变化,利用SFE CONCEPT 的录制功能,将两个设计参数集合成
一个设计变量。设计空
间为控制点沿X 轴正向位移8mm ,负向位移20mm 。控制点的位置将直接决定前保险杠的曲率形状。同时,建立碰撞盒与保险杠间特定的拓扑连接关系,使碰撞盒的形状也随设计变量相应变化。几何约束条
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图6 优化前后局部结构对比
件为保险杠前端点与碰撞盒后端位置保持不变。213 优化结果执行结构优化的自动循环,得到满足吸能量最大的最优模型。由优化结果可知,当控制点沿X 轴负向移动17mm 时,系统结构碰撞吸能量最大。图6是初始设计与优化设计的局部结构对比。图7是初始设计与优化设计的吸能量曲线
对比。优化设计能够显
著提高白车身前端优化图7 初始设计与优化设计的能量曲线对比图
区域的吸能量,白车身耐撞性能相应得到改善。
3 结论
通过引入隐式参数化模型这一概念,并结合有
限元模型的自动生成技术,实现了车身系统结构优化设计的自动循环运算。该方法克服了概念设计阶段时间短而方案多的问题,实现了仿真分析对结构设计的方向性驱动。文中基于碰撞性能的优化实例证明了该方法对于车身结构开发具有很好的借鉴意义。
参考文献
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(上接第838页)
图12 侧面碰撞工况下车身变形
表2 改进前后50k m /h 侧面碰撞门内板与
B 柱内板侵入量CAE 分析结果对比mm
位置改进前
(E 2NCAP 12分)
改进后
目标值
(E 2NCAP 13分)
门内板(胸部
位置)侵入量14589≤120门内板(骨盆位置)侵入量
209116≤160B 柱内板(头部位置)侵入量
86
59
≤80
4 结论
改进后的陆风S UV 在64km /h 正面40%偏置碰
撞工况下的A 柱后移量、转向盘移动量、踏板移动量,以及在50km /h 侧面碰撞工况下的门内板及B 柱内板侵入量,都低于规定的设计目标值,改进方案中所有的结构改动都经过了工艺可行性与经济可行性论证,证明了改进方案是有效、可行的。
参考文献
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第七章参数化横断面设计绘图 7.1 横断面设计与绘图 主要功能：任意定制各种横断面类型、多级填挖方边坡、护坡道、边沟、排水沟，以及截水沟和路基支挡防护构造物，实现了横断面随意修改后的所有数据自动搜索刷新。针对不同公路等级和设计的不同需要，可随意定制横断面绘图的方式方法、断面各种图形信息的标注形式和内容。需要特别说明的是新的横断面设计模块可以方便、准确地考虑各种情况下路基左右侧超填、因路基沉降引起的顶面超填、清除表土以及路槽部分的土方数量增减变化（直接在断面数量中考虑），用户可以根据不同项目的特点选择应用。 菜单：设计——横断设计绘图 命令：HDM_new 横断设计与绘图主对话框如图7-1所示，主要分为三部分：设计控制、土方控制、绘图控制。 图7-1 （1）设计控制 1）自动延伸地面线不足。
控制当断面两侧地面线测量宽度较窄，戴帽子时边坡线不能和地面线相交，系统可自动按地面线最外侧的一段的坡度延伸，直到戴帽子成功（当地面线最外侧坡度垂直时除外）。 2）左右侧沟底标高控制。 如果用户已经在项目管理器中添加了左右侧沟底标高设计数据文件（其格式参见后面数据文件介绍一章），那么“沟底标高控制”中的“左侧”和“右侧”控制将会亮显，用户可以分别设定在路基左右侧横断面设计时是否进行沟底标高控制，并可选择变化沟深或固定沟深。结合《文件编制办法》要求，纬地系统自V3.0版起便已经支持路基两侧沟底标高控制模式下的横断面设计，V4.6版此功能有了进一步完善，更加灵活方便。 3）下护坡道宽度控制。 此功能主要用于控制高等级公路项目填方断面下护坡道的宽度变化，其控制支持两种方式，一是根据路基填土高度控制，即用户可以指定当路基大于某一数值时下护坡道宽度和小于这一高度时下护坡道宽度；二是根据设计控制参数文件中左右侧排水沟形式（zpsgxs.dat和ypsgxs.dat）中的具体数据控制，一般当排水沟控制的第一组数据的坡度数值为0时，系统会自动将其识别为下护坡道控制数据。如果用户选择了第一种路基高度控制方式，系统将自动忽略zpsgxs.dat和ypsgxs.dat中出现的下护坡道控制数据（如果存在的话，其后的排水沟形式不受影响）。 4）矮路基临界控制。 用户选择此项后，需要输入左右侧填方路基的一个临界高度数值（一般约为边沟的深度），用以控制当填方高度小于临界高度时，直接设计边沟，而不先按填方放坡之后再设计排水沟。 5）扣除桥隧断面。 用户选择此项后，桥隧桩号范围内将不绘出横断面。 6）沟外护坡宽度。 用来控制戴帽子时当排水沟（或边沟）的外缘高出地面线，这时系统自动设计一段平台，再按填方放坡，“沟外护坡宽度”就指平台的宽度。 （2）土方控制（如图7-2所示） 1）计入排水沟面积。 用以控制在断面面积中是否考虑计入左右侧排水沟的土方面积。
SolidWorks的参数化功能有多种实现方式，本文详细介绍了利用Excel表格驱动SolidWorks模型的方法：通过Excel输入参数，利用Excel表格ActiveX控件、方便的数据计算能力，结合SolidWorks方程式及宏功能，实现对SolidWorks模型尺寸修改及更新。 参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。 用CAD方法开发产品时，产品设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。如果该设计是从概念创意开始，则产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析之后才能确定，这就希望零件模型具有易于修改的柔性;如果该设计是改型设计，则快速重用现有的设计数据，不啻为一种聪明的做法。无论哪种方式，如果能采用参数化设计，其效率和准确性将会有极大的提高。 在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束、尺寸约束和工程约束。几何约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切和对称等;尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸和半径尺寸等;工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。 在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时维护这些基本关系。即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数;其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。 SolidWorks是典型的参数化设计软件，参数化功能非常强大，并且实现方法多种多样。笔者今天介绍一种通过Excel表格对模型参数进行驱动的方法，其特点是充分利用Excel 表格强大的公式计算、直观的参数输入、方便的数据维护功能，来实现产品的参数化、系列化设计。如图1所示Excel表格，展示的是一个压力容器的法兰参数。表中直观地将不同法兰用不同颜色体现，并对应相同颜色块的参数。该参数采用下拉列表的方式，直接选取即可，最后只需要点击右下角的“更新法兰参数”，SolidWorks中的模型便实时得到更新。
法兰盘参数化绘图设计 【摘要】本文通过在AutoCAD基础上进行二次开发,以Auto LISP标准法兰盘、开U形槽法兰盘等几种零件的编程介绍,并通过在AutoCAD界面中添加法兰盘工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度,最大可能地节省了绘图时间,尽显参数化编程的优势,从而显著地提高了工作效率。 【关键词】计算机绘图Auto LISP法兰盘工具栏按纽参数化绘图 Flange parametric drawing design 【Abstract】In this paper, we present the programming on several Components including Auto LISP standard flange, U-shaped groove flange ect. based on AutoCAD redevelopment. Adding a flange toolbar button in the AutoCAD interface, we can draw our graphs simply by clicking the toolbar button and inputting corresponding parameters. In this way, the graphs we need can be generated immediately and avoids repeating graphing. The toolbar button boosts the?? designing and graphing speed thus saves time at utmost. It perfectly exhibits the advantages of parameter programming, and efficiency can be improved significantly. 【Key words】computer graphics;Auto LISP;flange;toolbar button;parametric drawing 计算机辅助设计绘图软件Auto CAD在机械、电子、建筑等专业设计领域应用越来越广泛,使用CAD技术可以快速方便地绘制和编辑图形。Auto LISP是一种嵌入Auto CAD内部的LISP语言,LISP是List Processor(表处理程序)的缩写,在其程序中可以直接使用Auto CAD的命令,Auto LISP编程语言作为参数化编程,成为了更强大的CAD工具。它可以使重复多次或经常使用的绘图任务自动化,从而显著地提高工作效率。 法兰零件是化工设备、公用工程等专业使用极为普遍,涉及面非常广泛的一种零部件。对于相同形状,尺寸规格不同且使用频率较高的法兰图形,如果利用AutoLISP编程语言对其编制程序,同时设计出方便快捷的工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度。 2 法兰盘零件程序的编制
大多数非线性动力学问题一般多是采用显式求解方法，特别是在求解大型结构的瞬时高度非线性问题时，显示求解方法有明显的优越性。下面先简要对比一下隐式求解法和显示求解法。动态问题涉及到时间域的数值积分方法问题。在80年代中期以前，人们基本上采用纽曼法进行时间域的积分。根据纽曼法，位移、速度和加速度有着如下关系： u(i+1)=u(i)+△t*v(i)[(1—2p)a(i)+2p*a(i+1)] (1) v(i+1)=V(i)+△t[(1-2q)a(i)+2qa(i+1)] (2) 上面式子中 u(i+1),u(i)分别为当前时刻和前一时刻的位移，v(i+1)和V(i)为当前时刻和前一时刻的速度，a(i+1)和a(i)为当前时刻和前一时刻的加速度，p和q为两个待定参数，△t为当前时刻与前一时刻的时问差，符号 * 为乘号。由式(1)和式(2)可知，在纽曼法中任一时刻的位移、速度、加速度都相互关联，这就使得运动方程的求解变成一系列相互关联的非线性方程的求解，这个求解过程必须通过迭代和求解联立方程组才能实现。这就是通常所说的隐式求解法。隐式求解法可能遇到两个问题。一是迭代过程不一定收敛，二是联立方程组可能出现病态而无确定的解。隐式求解法最大的优点是它具有无条件稳定性，即时间步长可以任意大。 如果采用中心差分法来进行动态问题的时域积分，则有如下位移、速度和加速度关系式： u(i+1)=2u(i)-u(i-1)+a(i)(△t)^2 (3) v (i+1)=[u (i+1)-u (i-1)]／2(△t) (4) 式中u(i-1)，为i -1时刻的位移。由式(3)可以看出，当前时刻的位移只与前一时刻的加速度和位移有关，这就意味着当前时刻的位移求解无需迭代过程。另外，只要将运动过程中的质量矩阵和阻尼矩阵对角化，前一时刻的加速度求解无需解联立方程组，从而使问题大大简化，这就是所谓的显式求解法。显式求解法的优点是它既没有收敛性问题，也不需要求解联立方程组，其缺点是时间步长受到数值积分稳定性的限制，不能超过系统的临界时间步长。由于冲压成型过程具有很强的非线性，从解的精度考虑，时间步长也不能太大，这就在很大程度上弥补了显式求解法的缺陷。 在80年代中期以前显式算法主要用于高速碰撞的仿真计算，效果很好。自80年代后期被越来越广泛地用于冲压成型过程的仿真，目前在这方面的应用效果已超过隐式算法。显式算法在冲压成型过程的仿真中获得成功应用的关键，在于它不像隐式算法那样有解的收敛性问题。 显式算法和隐式算法，有时也称为显式解法和隐式解法，是计算力学中常见的两个概念，但是它们并没有普遍认可的定义，下面只是我的一些理解。先看看一般对两种方法的理解和比较，
UG软件的建模与参数化技术分析 (2) 第一章简介 (2) 第二章UG建模分析 (3) 2.1实体建模 (3) 2.2特征建模 (3) 2.3自由形体建模 (4) 2.4实体特征建模 (4) 2.4.1基本体素特征建模 (5) 2.4.2扩展特征建模 (5) 2.4.3成型特征建模 (7) 2.4.4特征操作 (8) 2.5总结 (9) 第三章参数化设计 (10) 3.1参数化设计的定义【7】【8】 (10) 3.2参数化设计的类型 (11) 3.2.1基于特征的参数化设计 (11) 3.2.2基于草图的参数化设计 (13) 3.2.3基于装配的参数化设计 (14) 3.3基于Excel表格的参数化设计【4】【5】 (15) 3.4总结 (18) 参考资料 (19)
UG软件的建模与参数化技术分析 第一章简介 Unigraphics（简称UG）是全球主流MCAD 系统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一体化的软件系统之一，应用十分广泛【1,2】。UG 基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出各种各样复杂的产品模型，并且具有强大的参数化设计功能，能够很好地表达设计意图，易于修改参数化模型。另外UG 提供了完善的二次开发工具，二次开发程序可以建立起与UG 系统的链接，使用户开发的功能与UG 实现无缝集成。利用UG 二次开发技术，用户可以开发专用CAD 系统，满足实际的应用需求。 UG软件是第三代CAD系统的典范，是基于特征建模和基于约束的参数化和变量化的建模方法。为什么说UG为第三代CAD系统？【7】 第一代CAD系统主要用于二维绘图，其技术特征是利用解析几何的方法定义有关点、线、圆等图素。 第二代CAD系统主要是二维交互绘图系统及三维几何造型系统，其发展过程是从计算机辅助绘图到计算机辅助设计，从二维绘图到三维设计，进而到三维集成化设计的过程。在几何造型方面分别采用了三维线框模型、表面模型和实体模型。在实体造型上广泛采用了实体几何构造法（CSG法）和边界表示法（B-rep 法），CSG法即用简单实体(称为体素)通过集合运算交、并、差构造复杂实体的方法；B-rep法即是用物体封闭的边界表面描述物体的方法。 第三代CAD系统在建模方法上出现了特征建模和基于约束的参数化和变量化建模方法，由此出现了各种特征建模系统、二维或三维的参数化设计系统以及两种建模方法互相交叉、互相融合的系统。UG软件中参数化三维设计的核心技术便是特征建模，所以UG软件第三代CAD系统的典范，在接下来的章节将介绍三代建模方法（特征建模）相比较二代CAD的优势。
法兰盘设计机械制造课程设计 机械设计制造工艺学课程设计是我们学完了大学里的全部课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指教。 一．零件的分析 （一）零件的作用 我所设计的零件是法兰盘，它的作用是使管件连接处固定并密封，它连接于管端，法兰上有3个直径为20mmEQS的孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧密连接，压紧两法兰间的衬垫以达到密封效果，还有三组直径为12mm的斜孔与水平孔组合的通油孔。因此，法兰盘承受较大的压力，所以采用锻件，提高零件致密性，以使承受压力的能力增强。 （二）零件的工艺分析 此法兰盘共有两组加工表面 1）直径为90mm的孔的轴线为基准加工的表面 本组表面包括直径为320mm 、248mm 、190mm的外圆的轮廓表面及左右端面，表面粗糙度为12.5。 直径为90mm的孔的表面粗糙度为3.2，尺寸上偏差为+0.054,下偏差为0 2）直径为12mm的孔的加工 包括平行于轴线的三组孔及斜孔的加工，其表面粗糙度为2.5，直径为20的三个均布孔，表面粗糙度为6.3，直径为17.5mm的孔的加工，表面粗糙度为6.3。 二．工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形势 零件材料为45钢，锻造，考虑到法兰盘在连接两管的工作过程中，要承受螺钉连紧时的压力，要有一定的韧性，因此选用锻件，尽可能使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。零件为大批量生产。
2：参数化建模介绍 UG标准件开发都是基于标驱动参数化的标准件UG模板部件，因此UG标准件开发的实现，最重要的环节是建立参数化的标准件UG模板部件。在建立参数化标准件UG模板部件过程中要大量地应用到草图、参数化建模、表达式及装配建模等技术。 2.1参数化草图技术在UG标准件开发中的应用 在此部分不再详述草图的功能，介绍一些技巧： 1. 合理地设置草图的放置面，以达到标准件在调用时能够实现自动地装配定位。在此我们一般先建立绝对基准坐标系（Absolute CSYS，位于绝对位置的基准坐标系）或位于绝对工作坐标原点的固定基准面和固定基准轴，然后建立与绝对基准坐标系或过顶基准面呈一定偏置关系的相关基准面，并以此相关基准面作为草图的放置面。 2. 合理运用相关参数点、基准轴和相关基准面，建立标准件的草图定位原点。例如当我们使用相关参数点作为标准件的草图定位原点，只要在标准件管理器中，将相关参数点的坐标值设置为理想的目标值，标准件就能自动装配定位到指定位置。 2.2参数化建模技术在UG标准件开发中的应用 UG虽然支持非参数的标准件开发，但是，如果开发非参数的标准件就失去了其本质意义，因为它不能建立系列规格的零件尺寸标准，不能控制零件的几何及尺寸的变更。在真正意义上的UG标准件开发中，我们必然要使用全参数建模技术，用参数去驱动和控制标准件的结构和尺寸规格，因此在UG标准件开发过程中要具有参数化建模的观点和思想。要实现UG标准件的参数化建模，注意一下细节和技巧。 1. 前期要吃透标准件的特点，根据标准件的特点定义好设计意图、规划好结构设计实现方法、规划主控参数。 2. UG支持在一个部件文件中有多个主体结构体，我们在标准件的开发中一
第十七章 LS-DYNA 的隐式求解 LS-DYNA 作为著名的显式求解程序只能求解瞬态动力问题，对于时间历程较长的静、动力问题， LS-DYNA 的显式中心差分法有它的局限性，而一些与瞬态动力分析紧密相关的问题要求LS-DYNA 也能够求解，如： 冲压成型后的回弹计算 应力初始化 冲击后常时间低频动力响应 静力分析 特征值分析 实际上从950版本开始，LS-DYNA 已增加了隐式求解功能。刚开始的应用主要在冲压成型后的回弹计算，经过960版到970版的发展，LS-DYNA 的隐式求解功能已大增强，已经能满足以上的求解需要。 17.1显式与隐式的区别： 17.1.1 LS-DYNA 显式求解： 采用中心差分方法进行显式时间积分 int n ext n n f f Ma -= ● 方程非耦合，可以直接求解(显式) ● 但需要常小的时间步保持稳定状态 ● 不需要求解刚度矩阵 ● 适合冲击、穿透等高频非线性动力响应问题 17.1.2 LS-DYNA 隐式求解： 采用Newmark 隐式时间积分
n n ext n n n Ma f f u K a M --=?+?++int 1 1 ● 对于线性问题，无条件稳定 ● 可以采用大的时间步 ● 对于非线性问题，需要一系列线性逼近（Newton-Raphson ）叠代求解 ● 需要求解刚度矩阵 ● 适合静力问题、低频动力问题及特征值分析。 17.2 LS-DYNA 中隐式分析的激活及相关关键字 在LS-DYNA 中，缺省的求解是显式求解，可以通过下面的关键字来激活隐式求解：*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL *CONTROL_IMPLICIT_GENERAL $ imflag dt0 iefs nstepsb igso 1 0.01 0 0 0 其中参数 imflag=1激活全隐式求解 imflag=0为缺省的显式求解。 imflag=2为显式求解后无缝进行隐式回弹求解。 该关键字对于所有隐式求解分析来说都是必需的。 与隐式求解相关的其它关键字： *CONTROL_IMPLICIT_LINEAR (v960版本改为*CONTROL_IMPLICIT_SOLVER ) *CONTROL_IMPLICIT_NONLINEAR (在v960版后改为*CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION ) *CONTROL_IMPLICIT_AUTO *CONTROL_IMPLICIT_STABILIZATION *CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS *CONTROL_IMPLICIT_EIGENVALUE *CONTROL_IMPLICIT_BUCKLE （v970）
48 2013年6月下 第12期 总第168期 1 前言 计算机辅助设计绘图软件Auto CAD在机械、电子、建筑等专业设计领域应用越来越广泛,使用CAD技术可以快速方便地绘制和编辑图形。Auto LISP是一种嵌入Auto CAD内部的LISP语言,LISP 是List Processor(表处理程序)的缩写,在其程序中可以直接使用Auto CAD的命令,Auto LISP编程语言作为参数化编程,成为了更强大的CAD工具。它可以使重复多次或经常使用的绘图任务自动化,从而显著地提高工作效率。 法兰零件是化工设备、公用工程等专业使用极为普遍,涉及面非常广泛的一种零部件。对于相同形状,尺寸规格不同且使用频率较高的法兰图形,如果利用AutoLISP编程语言对其编制程序,同时设计出方便快捷的工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度。 2 法兰盘零件程序的编制 2.1 标准法兰盘图形的编程 所需绘制的标准法兰盘图形见图1,图形参数分析如下:2.1.1 设置标准法兰盘设计参数共有5个: d1:法兰盘外径;d2:螺栓孔中心圆直径;d3:法兰盘内径;d4:螺 栓孔直径;n:螺栓孔的数量。 2.1.2 设置标准法兰盘辅助参数点共8个: P0:标准法兰盘圆心,P1:法兰盘左端螺栓孔圆心,P2、P3:该螺栓孔中心线端点,P4～P7:标准法兰盘中心线端点。见图1所示。 2.1.3 作图过程 按如下步骤进行作图: 画左端螺栓孔中心线→以P0为圆心画法兰盘外径、内径→以P1为圆心画法兰盘左端螺栓孔→对螺栓孔及其中心线进行阵列复制→删除法兰盘水平及垂直方向的螺栓孔的中心线→以P0为圆心画法兰盘螺栓孔中心圆直径→分别以P4、P5、P6、P7为端点画法兰盘的中心线。 2.2 开U形槽法兰盘图形的编程 开U形槽法兰盘图形见图2,图形参数分析如下: 2.2.1 设置开U形槽法兰盘设计参数共有4个: d1:法兰盘外径;d2:U形槽圆弧中心圆直径;d3:法兰盘内径;r:开槽半径。 2.2.2 设置法兰盘辅助参数点共11个: 法兰盘参数化绘图设计 雷川莉 (中核建中核燃料元件有限公司,四川宜宾 644000) 【摘 要】本文通过在AutoCAD基础上进行二次开发,以Auto LISP标准法兰盘、开U形槽法兰盘等几种零件的编程介绍,并通过在AutoCAD界面中添加法兰盘工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度,最大可能地节省了绘图时间,尽显参数化编程的优势,从而显著地提高了工作效率。 【关键词】计算机绘图 Auto LISP 法兰盘 工具栏按纽 参数化绘图 Flange parametric drawing design 【Abstract】In this paper, we present the programming on several Components including Auto LISP standard flange, U-shaped groove flange ect. based on AutoCAD redevelopment. Adding a flange toolbar button in the AutoCAD interface, we can draw our graphs simply by clicking the toolbar button and inputting corresponding parameters. In this way, the graphs we need can be generated immediately and avoids repeating graphing. The toolbar button boosts the??designing and graphing speed thus saves time at utmost. It perfectly exhibits the advantages of parameter programming, and efficiency can be improved significantly. 【Key words】 computer graphics;Auto LISP;flange;toolbar button;parametric drawing 图1 标准法兰盘 图2 开 U形槽法兰盘 图3 直角三角形表1 法兰盘的图标 图 4 自定义对话框 图5 新建工具栏对话框图 6 空白按钮的工具栏
Hefei University 《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计 题目：1Mpa旋风分离器的法兰设计与选型 系别：化学材料与工程系 班级：09化工（1） 姓名： 学号：0903021013 队别：Team 7 队员：李岩（队长）、刘少成、汤成、吕由、贺朋成 教师：胡科研 日期：2011-12-20
目录 1、概述 (2) 2、法兰的工艺设计 (3) 2.1压力容器法兰的分类 (3) 2.2 法兰的标准 (4) 2.3 法兰的选用 (4) 3、法兰的机械设计 (5) 3.1 螺栓的选择 (6) 3.2垫片的选择 (7) 3.3法兰的应力校核 (8) 4、总结 (9) 参考文献 (9) 附图 (10)
1、概述 法兰就是使管子与管子相互连接的零件，连接章丘法兰于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰管件(flanged pipe fittings)指带有法兰(突缘或接盘)的管件。它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。 法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰都是成对使用的。在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封点，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。 法兰连接是管道施工的重要连接方式。法兰连接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使连接严密不漏。法兰连接是一种可拆连接。按所连接的部件可分为容器法兰及管法；按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。平焊法兰的刚性较差，适用于压力p≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。法兰密封面的型式有三种：平面型密封面，适用于压力不高、介质无毒的场合；凹凸密封面，适用于压力稍高的场合；榫槽密封面，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合。 法兰分螺纹法兰和焊接法兰。低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。根据压力的不同等级，法兰垫也有不同材料，从低压石棉垫、高压石棉垫到金属垫都有。法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。
ABAQUS显式与隐式的区别 ABAQUS中动态分析包括两大类基本方法： 振型叠加法：用于求解线性动态问题； 直接积分法：主要用于求解非线性动态问题。 ABAQUS显式（explicit）和隐式（standard）算法分别对应着直接积分法中的中心差分法（显式）和Newmark（隐式）法等。 比较两种算法，显式中心差分法非常适合研究波的传播问题，如碰撞、高速冲击、爆炸等。显式中心差分法的M与C矩阵是对角阵，如给定某些有限元节点以初始扰动，在经过一个时间步长后，和它相关的节点进入运动，即U中这些节点对应的分量成为非零量，此特点正好和波的传播特点相一致。另一方面，研究波传播的过程需要微小的时间步长，这也正是中心差分法的特点。 而Newmark法更加适合于计算低频占主导的动力问题，从计算精度考虑，允许采用较大的时间步长以节省计算时间，同时较大的时间步长还可以过滤掉高阶不精确特征值对系统响应的影响。隐式方法要转置刚度矩阵，增量迭代，通过一系列线性逼近（Newton-Raphson）来求解。正因为隐式算法要对刚度矩阵求逆，所以计算时要求整体刚度矩阵不能奇异，对于一些接触高度非线性问题，有时无法保证收敛。 下面分别介绍这两种算法。 1 显式算法（中心差分法）
假定0，1t ，2t ，…，n t 时刻的节点位移，速度与加速度均为已知，现求解 )(t t t n ?+时刻的结构响应。 中心差分法对加速度，速度的导数采用中心差分代替，即为： )(21)2(12t t t t t t t t t t t U U t U U U U t U ?-?+?+?--?=+-?= （1） 将（1）式代入运动方程后整理得到 t t t R U M ??=?+（2） 式（2）中 C t M t M ?+?=211?2（3） t t t t t U C t M t U M t K R R ?-?-?-?--=)211()2(?22（4） 分别称为有效质量矩阵，有效载荷矢量。R ，M ，C ，K 为结构载荷，质量，阻尼，刚度矩阵。 求解线性方程组（2），即可获得t t ?+时刻的节点位移向量t t U ?+，将t t U ?+代回几何方程与物理方程，可得t t ?+时刻的单元应力和应变。 中心差分法在求解t t ?+瞬时的位移t t U ?+时，只需t t ?+时刻以前的状态变量 t U 和t t U ?-，然后计算出有效质量矩阵M ?，有效载荷矢量t R ?，即可求出t t U ?+，故称此解法为显式算法。 中心差分法，在开始计算时，需要仔细处理。t =0时，要计算t U ?，需要知 道t U ?-的值。因此应该有一个起始技术，因而该算法不是自动起步的。由于0U ，0U ，0 U 是已知的，由t =0时的（1）式可知： 02002 U t U t U U t ?+?-=?-（5）
前言 随着科技的发展,计算机辅助设计越来越广泛地应用在各个设计领域.现在,它已经突破了二维图纸电子化的框架,转向与三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的虚拟样机制作技术。使用虚拟样机技术可以在设计阶段预测产品的性能，优化产品的设计，缩短产品的研制周期，节约开发费用。 以三维实体建模为基本功能的Pro/ENGEER采用“尺寸驱动参数的基于特征的实体建模技术”，彻底改变了传统的设计理念，建立了一个统一的能在系统内部引起变化的数据结构。因此在产品开发过程中，更改一处设计能够很快传遍整个设计过程，以确保所有的零件和各个环节保持一致性和协调性。 一、设计思路 这次课程设计是通过PRO/E软件实现的。PRO/E是大型三维建模软件，它具有三大特点-参数化设计，特征建模的基本思想，数据库。包含众多功能模块，我们这次课程设计主要应用建模和制造两个模块。 我的设计题目是一个二轴法兰盘。总体思路是，首先通过拉伸工具创建基体,然后在利用各种工具在基体上建立特征,最终完成实体建模，其次选择基体上具有代表性基、本特征进行数控加工，系统自动生成程序。 二、二轴法兰盘的实体建摸过程 创建如图1所示的实体模型,具体步骤如下: 图1、实体模型
Pro/ENGEER5.0启动后，在创建新文件夹以前，首先要完成以下工作： 1.创建工作目录； 2.设置Pro/ENGEER5.0的工作目录； （1）创建工作目录 Pro/ENGEER2001的工作目录是在使用Pro/ENGEER5.0过程中管理模型文件的地方，Pro/ENGEER5.0有其默认的工作目录，但是根据实际情况往往需要创建多个工作目录。例如：在实际建模过程中，可以根据不同的总成，建立不同的工作目录，将一个总成的零件模型存放在一个工作目录中。一个工作目录在硬盘的资源管理器中体现为一个文件夹。创建好工作目录后，为了便于模型文件的管理，还可以设置子工作目录。 这里，在可移动盘先新建文件夹。 （2）设置Pro/ENGEER5.0的工作目录 Pro/ENGEER5.0默认的工作目录是在安装目录软件的文件夹中，为了方便地保存和打开模型文件，需要重新设置工作目录。 点击File>Working Directory(图2),系统弹出选择工作目录的对话窗(图3). 图2设置工作目录菜单图3选择工作目录对话框 选择I:\proe按OK.此时, Pro/ENGEER5.0的工作目录已经由原来的默认的工作目录重新设置为I:\proe文件夹,保存和打开都在此文件夹中进行. 其实也不用建，因为我们在安装的过程中与配置的时候已经把工作目录放在D盘中的CADCAM文件中了！ 3、建实体 点击菜单目录中的文件然后弹出下拉菜单选择新建,选择零件—实体.并命名。 (图4)
显式与隐式方法对比： 隐式时间积分 ——不考虑惯性效应（[C]and[M]）。 ——在t＋△t时计算位移和平均加速度：{u}={F}/[K]。 ——线性问题时，无条件稳定，可以用大的时间步。 ——非线性问题时，通过一系列线性逼近（Newton－Raphson）来求解；要求转置非线性刚度矩阵[k]；收敛时候需要小的时间步；对于高度非线性问题无法保证收敛。 显式时间积分 ——用中心差法在时间t求加速度：{a}=([F(ext)]-[F(int)])/[M]。 ——速度与位移由：{v}={v0}+{a}t,{u}={u0}+{v}t ——新的几何构型由初始构型加上{X}={X0}+{U} ——非线性问题时，块质量矩阵需要简单的转置；方程非耦合，可以直接求解；无须转置刚度矩阵，所有的非线性问题（包括接触）都包含在内力矢量中；内力计算是主要的计算部分；无效收敛检查；保存稳定状态需要小的时间步。 关于文件组织： jobname.k——lsdyna输入流文件，包括所有的几何，载荷和材料数据jobname.rst——后处理文件主要用于图形后处理（post1），它包含在相对少的时间步处的结果。 jobname.his——在post26中使用显示时间历程结果，它包含模型中部分与单元集合的结果数据。 时间历程ASCII文件——包含显式分析额外信息，在求解之前需要用户指定要输出的文件，它包括：GLSTAT全局信息，MATSUM材料能量，SPCFORC节点约束反作用力，RCFORC接触面反作用力，RBDOUT刚体数据，NODOUT 节点数据，ELOUT单元数据…… 在显式动力分析中还可以生成下列文件： D3PLOT——类似ansys中jobname.rst D3THDT——时间历程文件，类似ansys中jobname.his 关于单元： ANSYS/LSDYNA有7中单元（所有单元均为三维单元）: LINK160:显式杆单元；BEAM161：显式梁单元；SHELL163：显式薄壳单元；SOLID164：显式块单元；COMBI165：显式弹簧与阻尼单元；MASS166：显式结构质量；LINK167:显式缆单元 显式单元与ansys隐式单元不同： ——每种单元可以用于几乎所有的材料模型。在隐式分析中，不同的单元类型仅仅适用于特定的材料类型。 ——每种单元类型有几种不同算法，如果隐式单元有多种算法，则具有多个单元名称。
机械制造技术 课程设计说明书设计题目法兰盘零件的加工工艺规程 班级10级机制二班
绪论 随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，又会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，我以极高的热情对待这次课程设计。通过课程设计这一实践环节，使我更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力,按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机构进行分析和设计。” “以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计”是机械制造工艺与装备设计的新体系。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： ⑴能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 ⑵提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 ⑶学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟练运用有关手册、图表等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
一、计算生产纲领、确定生产类型 法兰盘，该产品年产量为15000台，设其备品率为14%，机械加工废品率为1%。现制定该零件的机械加工工艺规程。 技术要求 （1）铸件应消除内应力。 （2）未注明铸造圆角R2~R3。 （3）铸件表面不得有粘砂、多肉、裂痕等缺陷。 （4）铸件表面倒角为1×45°。 （5）去毛刺、锐边倒钝。 （6）材料HT150。 （7）质量：1.34kg N=Qn(1+a%+b%) =15000×1×(1+14%+1%)件/年 =17250件/年 法兰盘年产量17250件/年，先通过计算，该零件质量约为1.34kg。根据教材表3-3生产类型与生产纲领的关系。可确定其生产类型为大批量生产。 注：一般零件质量小于100kg为中型零件，大于100kg为重型零件。因法兰盘质量为1.34kg。故该法兰盘属于轻型零件。 二、审查零件图样的工艺性 2.2、零件的结构分析 法兰盘在数控机床里起支承和导向作用，是回转体零件。由外圆、圆孔、端面构成主要表面。用F面定位，三个螺栓固定，实现法兰盘的正确连接。3-Φ16.5孔既为螺栓连接孔。 2.3、零件的技术要求分析 由图知，其材料为HT150，质量为1.34kg。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零
摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。关键词：UGNX，参数化，标准件库ThemethodofparameterizationmodelofUGandtheestablishmentmethodsof3Dpartware 摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。 关键词：UGNX，参数化，标准件库 The method of parameterization model of UG and the establishment methods of 3D part warehouses. Ye Peng1 Hu jun1 Li ping2 （1 China Academic of Engineering Physics, Mianyang City Sichuan Provine, post code 621900 2 College of machinical engineering and automation Harbin Engineering University, Harbin 150001） Abstract： The UGNX is the CAD / CAE / CAM integration software of EDS company ,with powerful parameter design function, and it got the extensive application in the domain of designing and manufacturing. His parameter function can reflect design intention very clearly, and the parameter model is easy to revising. In this paper, based on the UGNX, we introduce the basic thought and realization method of 3D parameterization model, and the establishment step of 3D part parameterization model combined the living example, at the last, we create a simple 3D part warehouse. Keywords：UGNX, Parameterization，Standard component warehouse 一．引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说，产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径，而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的实现方法，结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。 二．参数化设计思想 在使用UG软件进行产品设计时，为了充分发挥软件的设计优势，首先应当认真分析产品的结构，在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系，充分了解设计意图，然后用UG提供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动，一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的，一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程，因此，从这个意思上讲，设计的过程就是修改的过程，参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改，所以它的易于修改性是至