Inventor三維設計軟件實現(xiàn)參數(shù)化設計的實例

1、圖3-2是塔架的最終優(yōu)化后的模型圖，該塔架的結(jié)構(gòu)型式是在參考和借鑒大量國內(nèi)外不同機型設備之后確定的。由于型式做了很大變動，以及考慮國內(nèi)外生產(chǎn)制造工藝質(zhì)量的區(qū)別等因素，在最終確定使用該結(jié)構(gòu)型式之前，需要通過有限元計算，合理更改梁高，板厚等參數(shù)，并經(jīng)過再次計算驗證。Inventor設計軟件提供了從建模，計算，參數(shù)更改，再驗算等完整功能。3.1建立參數(shù)化模型在參數(shù)化設計中，最重要的工作之一是如何將復雜的實際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為參數(shù)化的計算模型。由于工程機械產(chǎn)品（如圖3-2塔架）的鋼結(jié)構(gòu)件，包含大量形狀各異的板件、型材等。為了避免生成大額數(shù)量的零件以及免去復雜的零件裝配工作，通常根據(jù)需要將部分鋼結(jié)構(gòu)設計為一個多

2、特征疊加的實體模型一一個零件，通過定義用戶參數(shù)和尺寸約束確定板材厚度、外形、位置等。要建立參數(shù)化模型，最好先建立坐標系和找出關鍵點一節(jié)點。節(jié)點的位置將決定模型的主體形狀,繼而影響結(jié)構(gòu)件的承載能力。圖3-3從模型中抽取出來的節(jié)點圖Inventor軟件提供了和Excel表鏈接的功能。該功能可以大大減少設置參數(shù)和更新模型的時間，而且Excel表內(nèi)可以設置不同的工作表，如圖3-4中有工作表45米懸臂，38米懸臂不同的參數(shù)表擁有相同的參數(shù)名和不同的參數(shù)值，相當于設置了不同的方案，只要激活需要的工作表，就可以生成相應的方案。在零件造型、分析設置或后處理過程中，可以隨時定義和編輯參數(shù)。得出方案之后，如果更改

3、了與載荷或約束關聯(lián)的參數(shù)，系統(tǒng)將啟用更新命令,即可以運行得到新的方案。要得到參數(shù)化模型，在建模中需要注意的是，新的特征要盡可能利用已有的參數(shù)，必要的時候甚至可以引用參數(shù)方程式。其目的是盡可能減少參數(shù)的數(shù)量以及保證模型特征能夠與參數(shù)相關聯(lián)。ABcD.112數(shù)值早位型認九儷丿備莊3拉桿匯交點製4004時魚存匯交戸丫205005B軌社桿鳧度25身水平躲交常620爭K寫毀交幫7.IQiW.P8E塔架力茫交蟲已102009H油缸上狡點妙匯交點貝500010M后臂架前端匯交點乂90001172012500SO1113015EMGrCk虹迷昌住藥米懸蹲/圖3-4Excel參數(shù)表3.2有限元分析和數(shù)值優(yōu)化In

4、ventor中的應力分析，為機械產(chǎn)品的設計過程提供了一個便捷實用的工具。設計者可以在設計過程中隨時對零件進行靜力學基本分析和動力學的模態(tài)分析。Inventor具備ANSYS為內(nèi)核的分析模塊，又提供了很好的人機交互界面，因此非常實用。通過固定約束，施加載荷，設置應力分析環(huán)境等工作，就能得到分析結(jié)果。根據(jù)結(jié)果變更重要參數(shù)值就能得到最佳設計。對于該文章中的塔架模型，我們僅以變動E和E的位置參數(shù)為例，通過多次更改和分析，得到了優(yōu)化后的設計。如圖3-5所示。120)等效應力MPa249.064160.309142.502124.69510&.887120)等效應力MPa249.064160.309142

5、.502124.69510&.88789.08071.273Bl46B35.658I17.85L0+044/(140),44imn0.0652訂1&陰U142.期&125.03510?.18289.3307147753.62435.77117.918最大變形;2Snms圖3-5應力分析和參數(shù)優(yōu)化3.3生成工程圖工程機械中的鋼結(jié)構(gòu)件在目前尚無法實現(xiàn)CAM制造，因此在絕大多數(shù)情況下還需要出工程圖。Inventor三維設計軟件具有從三維模型到二維工程圖的直接轉(zhuǎn)換的功能。而且生成的工程圖與三維模型尺寸關聯(lián)，當三維模型參數(shù)變更之后，工程圖也能自動得到更新。4.結(jié)論本文以Inventor三維設計軟件為平臺，解決了一個復雜鋼結(jié)構(gòu)件實現(xiàn)參數(shù)化設計的實例。可以看出，工程機械中復雜鋼結(jié)構(gòu)件可以通過建立三維實體模型、設置Excel特征參數(shù)表格建立三維參數(shù)模型，根據(jù)有限元分析結(jié)果，調(diào)整和變更參數(shù)，將完成方案修改設計、分析和計算、方案評