基于SolidWorks的旋塞閥模擬仿真畢業(yè)論文.doc

1目錄1緒論.22模擬仿真技術(shù)的概述.22.1模擬仿真技術(shù)的概念.22.2模擬仿真技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù).22.3模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域.33SolidWorks的概述.44基于SolidWorks的旋塞閥的模擬設(shè)計(jì)實(shí)例.44.1旋塞閥的三維實(shí)體建模的過程.44.1.1壓蓋的三維實(shí)體建模過程.44.1.2錐形塞的三維實(shí)體建模過程.74.1.3閥體的三維實(shí)體建模過程.94.2旋塞閥裝配體的裝配.12裝配方法如下：.124.3旋塞閥的動(dòng)畫演示的生成.154.3.1旋塞閥爆炸圖和解除爆炸圖的生成過程.154.3.2旋塞閥的模擬圖生成過程.17旋塞閥模擬圖生成過程如下：.175.結(jié)論.19致謝.20參考文獻(xiàn).2121緒論仿真模擬技術(shù)【1】是在實(shí)際應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的,軍事應(yīng)用是仿真模擬技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力之一。同時(shí),在大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算所獲得海量數(shù)據(jù)的可視化處理、在各種高難度和危險(xiǎn)環(huán)境下的操作訓(xùn)練(如載人航天、核設(shè)施維護(hù)等)、在大型復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬原型機(jī)的研制和驗(yàn)證、模擬氣候和災(zāi)害過程、遠(yuǎn)程醫(yī)療和模擬手術(shù)訓(xùn)練等方面,正得到越來(lái)越廣泛和深入的應(yīng)用?，F(xiàn)如今,仿真模擬技術(shù)與其他學(xué)科的聯(lián)系越來(lái)越密切，針對(duì)大量的應(yīng)用背景，仿真模擬技術(shù)的研究?jī)?nèi)容也越來(lái)越豐富和龐雜,基礎(chǔ)理論也日益豐富,覆蓋面寬,新的研究領(lǐng)域和技術(shù)形態(tài)也不斷出現(xiàn),例如,目前出現(xiàn)的定性仿真是以非數(shù)字手段處理信息輸入、建模、行為分析和結(jié)果輸出等仿真環(huán)節(jié),通過定性模型推導(dǎo)系統(tǒng)的定性行為描述.是系統(tǒng)仿真與人工智能理論交叉產(chǎn)生的新領(lǐng)域.相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)字仿真,定性仿真有其獨(dú)到之處,它處理多種形式的信息,有推理能力和學(xué)習(xí)能力,能初步模仿人類思維方式,人機(jī)界面更符合人的思維習(xí)慣,所得結(jié)果更容易理解可以預(yù)料,仿真模擬技術(shù)能夠?yàn)槲覀兊纳詈凸ぷ鲙?lái)越來(lái)越多的便利.而Solidworks是美國(guó)SOLIDWORKS公司開發(fā)的三維參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,它是基于Win-dows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制、實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件,它綜合了UG與PRO-E三維造型軟件的特點(diǎn),使用更簡(jiǎn)單方便【5】。它是基于零件特征的三維實(shí)體建模技術(shù),可以進(jìn)行實(shí)體裝配,運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等,三維實(shí)體可以直接自動(dòng)生成二維工程圖樣。也可以單獨(dú)進(jìn)行二維圖形設(shè)計(jì),如液壓系統(tǒng)原理圖的繪制,系統(tǒng)提供有一個(gè)類似AUTOCAD的二維繪圖模塊，可以直接繪制工程圖樣。因此基于SolidWorks的模擬仿真在液壓系統(tǒng)的運(yùn)用中能取得巨大的推廣。2模擬仿真技術(shù)的概述2.1模擬仿真技術(shù)的概念仿真模擬技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具,利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際或者設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)，它綜合了計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)控制等等多個(gè)高新領(lǐng)域的技術(shù),已經(jīng)成為科學(xué)研究中除理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)以外的第三種方法【2】。2.2模擬仿真技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)仿真模擬技術(shù)的關(guān)鍵是模型和環(huán)境的構(gòu)建以及實(shí)時(shí)交互和反饋技術(shù).它涉及3到數(shù)據(jù)表示、運(yùn)動(dòng)計(jì)算和實(shí)時(shí)視景生成等基本環(huán)節(jié)【11】.數(shù)據(jù)表示與管理不僅與物理模型或者數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建和環(huán)境生成等圖形圖像數(shù)據(jù)有關(guān),也與其他數(shù)據(jù)格式和具體應(yīng)用背景所需要的數(shù)據(jù)有關(guān).它包括五個(gè)方面：1.動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)，虛擬環(huán)境的建立是體驗(yàn)型虛擬仿真模擬技術(shù)核心內(nèi)容.動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是根據(jù)應(yīng)用的需要獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù),建立相應(yīng)的虛擬的環(huán)境模型和仿真對(duì)象.三維數(shù)據(jù)和三維對(duì)象的獲取可以采用場(chǎng)景建模,圖像等多種形式,有效提高數(shù)據(jù)獲取的效率.2.交互設(shè)備和工具，人與虛擬環(huán)境交互的硬件接口裝置,涉及圖形圖像硬件設(shè)備,用于產(chǎn)生沉浸感,以及跟蹤裝置,用于跟蹤用戶頭部的位置和方向及從手的位置跟蹤到全身各肢體的位置,跟蹤裝置把這些信息送入應(yīng)用軟件,以確定眼睛的位置及視線方向.3.仿真場(chǎng)景管理技術(shù)，仿真場(chǎng)景的管理技術(shù)為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供技術(shù)保障.尤其對(duì)于當(dāng)前的分布式模擬仿真技術(shù),仿真場(chǎng)景的數(shù)據(jù)組織和管理更為復(fù)雜也更為重要.4.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境技術(shù)，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和交互命令的快速傳輸,要求分布式系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng),同時(shí)系統(tǒng)的規(guī)模還要求可擴(kuò)展、功能可擴(kuò)充、甚至要求是異構(gòu)型的軟件結(jié)構(gòu).5.應(yīng)用環(huán)境系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)是面向具體問題的軟件部分,描述仿真的具體內(nèi)容,包括仿真的動(dòng)態(tài)邏輯、結(jié)構(gòu)以及仿真對(duì)象與用戶之間的交互關(guān)系,與具體的應(yīng)用有關(guān)【4】。2.3模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域隨著仿真技術(shù)的發(fā)展,仿真技術(shù)應(yīng)用目的趨于多樣化、全面化。最初仿真技術(shù)是作為對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的輔助工具而應(yīng)用的,而后又用于訓(xùn)練目的,現(xiàn)在仿真系統(tǒng)的應(yīng)用包括:系統(tǒng)概念研究、系統(tǒng)的可行性研究、系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估、系統(tǒng)操作人員的培訓(xùn)、系統(tǒng)預(yù)測(cè)、系統(tǒng)的使用與維護(hù)等各個(gè)方面【4】。它的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到軍用以及與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的各個(gè)重要領(lǐng)域。由于我這次是運(yùn)用模擬仿真技術(shù)對(duì)液壓元件進(jìn)行三維建模，所以重點(diǎn)研究模擬仿真技術(shù)在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用中所發(fā)揮的作用：1.通過理論推導(dǎo)建立已有液壓元件或系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確度,并把這個(gè)數(shù)學(xué)模型作為今后改進(jìn)和設(shè)計(jì)類似元件或系統(tǒng)的仿真依據(jù)。2.通過建立數(shù)學(xué)模型和仿真實(shí)驗(yàn)，確定已有系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整范圍，從而縮短系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間，提高效率。3.通過仿真實(shí)驗(yàn)研究測(cè)試新設(shè)計(jì)的元件各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響，確定參數(shù)的最佳匹配，提供實(shí)際設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)。4.通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新設(shè)計(jì)方案的可行性及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響，從而確定最佳控制方案和最佳結(jié)構(gòu)。43SolidWorks的概述而Solidworks是美國(guó)SOLIDWORKS公司開發(fā)的三維參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,它是基于Win-dows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制、實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件,它綜合了UG與PRO-E三維造型軟件的特點(diǎn),使用更簡(jiǎn)單方便。它是基于零件特征的三維實(shí)體建模技術(shù),可以進(jìn)行實(shí)體裝配,運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等,三維實(shí)體可以直接自動(dòng)生成二維工程圖樣。也可以單獨(dú)進(jìn)行二維圖形設(shè)計(jì),如液壓系統(tǒng)原理圖的繪制,系統(tǒng)提供有一個(gè)類似AUTOCAD的二維繪圖模塊，可以直接繪制工程圖樣。Solidworks主要用于完成零件設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)和自動(dòng)生成工程圖?；谌S特征元素的建模和面向特征元素的數(shù)據(jù)修改是通過Solidworks來(lái)完成的，并且二維、三維數(shù)據(jù)全相關(guān)，修改任何一個(gè)零件的二維尺寸，都會(huì)引起其三維零件圖和裝配圖的自動(dòng)修改，甚至與其有緊密聯(lián)系的相關(guān)零件的尺寸也會(huì)變化；反之修改三維尺寸也會(huì)有同樣結(jié)果。這樣就可以實(shí)現(xiàn)完全的動(dòng)態(tài)參數(shù)化設(shè)計(jì)。另外，Solidworks中有一個(gè)特征管理員，通過它可以隨時(shí)隨地修改某一特征元素的幾何尺寸，而不必考慮各幾何特征的相互關(guān)系和先后次序，極大地方便了設(shè)計(jì)人員，提高了設(shè)計(jì)效率。4基于SolidWorks的旋塞閥的模擬設(shè)計(jì)實(shí)例4.1旋塞閥的三維實(shí)體建模的過程4.1.1壓蓋的三維