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作者:ope体育体育赛事|2020-05-27|浏览:174

ope体育体育赛事鍋爐CAD三維造型系統的開發與研

ope体育体育赛事鍋爐在國民經濟各個領域具有廣泛的用途,是熱能生產與轉換過程中不可缺少的熱力設備,鍋爐作為一個復雜的熱工機械系統,設計方法與一般機械設備有所不同。設計工作量非常大。為縮短鍋爐行業的設計周期、提高鍋爐的設計質量,浙江大學和國家九五CAD應用示范點之一的杭州鍋爐廠合作開發的鍋爐CAD應用系統項目,包括計算、設計、繪圖和管理功能的交互式CAD系統,利用先進的人機界面技術和I-DEAS提供的各種功能,設計人員實現對鏈條爐、煤粉爐、燃機余熱鍋爐、硫化床、硫酸爐及干熄焦余熱鍋爐等典型鍋爐進行參數化和系列化設計。

三維模型的表現仍是采用傳統的方法在圖紙上利用幾個不同的投影視圖來表示,但對于較為復雜的部件,正確的描述三維模型是困難的。在鍋爐設計中需要解決的另一個問題是,如何對空間管路進行碰撞和干涉檢查。這些都涉及到鍋爐的三維造型,基于上述要求,作為鍋爐CAD應用系統的子系統,我們設計開發了鍋爐CAD三維造型系統,主要功用是:為鍋爐設計提供真實三維模型,包括零部體和總裝模型,進行尺寸裝配檢查;對部件進行有限元受力分析;提供空間管路造型和干涉檢查1系統的功能實現鍋爐CAD應用系統的硬件平臺為Pentium微機,操作系統為WindowsNT,CAD軟件支撐平臺為I-DEAS三維造型主要利用I-DEAS提供的實體造型模塊和零件裝配模塊進行,I-DEASMasterMoldeler軟件是基于形狀特征及用尺寸驅動進行設計的工具,具有綜合的零件造型功能,可以滿足鍋爐三維造型的需求而I~DEAS無專門的管路造型功能系統,一般管子的造型是通過掃掠形成,對如何快速構造空間管子中心線,必須通過二次開發一構造工具來實現另外,根據管路問題的需求,應建立一常用管子的數據庫,并對管子數據庫進行管理。

2典型部件的三維造型鍋爐的典型部件主要包括:鋼架、平臺扶梯、鍋筒(汽包)集箱、過熱器、水冷器(模式壁)省煤器、空氣預熱器等典型部件的三維造型,主要利用I-DEAS的MasterModeler模塊進行,當修改模型零件特征時I4)EAS不僅可以方便地修改幾何尺寸,而且可修改設計的過程及零件的拓撲結構。為加快造型速度,實現參數化造型,用戶應自己定義參數化的零件庫,典型的部件或構造做成一個Part,放入Catslog,選擇參數,建立以表格驅動的參數化零件庫或特征,調用時只需輸入選擇零件參數在具體設計時,需考慮的幾個問題有:根據設計和用戶需求,將典型部件的三維模型分成二類,一類是僅提供演示作用的三維模型;另一類是必須進行結構分析和干涉檢查的裝配模型。

2.1鍋爐總體模型鍋爐總體模型主要是演示用,用戶和設計人員在產品制造前,采用不同的顯示方式,即可觀察光照真實模擬、內部線框結構、扶梯位置等情況。因此,產品造型主要采用堆砌方式,利用系統的平移(Move)旋轉(Rotate)對齊(Align)等定位操作功能,裝配完成結構尺寸可以根據需要進行修改,重新定位裝配為減少數據量,可將樓梯的一節做成一個Part,建立參數化尺寸,造型時調入,定位后沿樓梯方向拷貝(Copy)生成2.2空氣預熱器的管箱部分空氣預熱器的管箱部分用裝配方法實現,管箱內的管板分為上、中、下管板,除了板的厚、寬和高外,其穿管數量及結構形狀是相同的;管箱內的管子除定距管外,都是相同的。因此,可以將它們分別做成Part,進行參數化調用裝配設計,在多個裝配中使用,每個裝配中的部件只是實際Part的一個實例(Instarice)部分產品及零件裝配的造型圖如3空間管路的造型和干涉檢查由于鍋爐管路空間走向復雜,管數眾多,如何在設計過程中判斷空間管路的碰撞和干涉問題是鍋爐設計迫切需要解決的問題,這在傳統的三維工程視圖中是難以做到的。利用計算機CAD技術解決管路問題也成為鍋爐三維造型的題:管子的三維造型,要求提供快速空間管子(中心線)構造工具(直接構造、人機交互構造法),管子的內外徑可以直接驅動,同時也可以考慮設計一些常用的典型彎管結構,以便直接驅勸調用參數化設計。

I-DEAS提供的管路構造方法是首先建立管路路徑(掃掠路徑),通過掃掠(Sweep)方式形成管路,掃掠路徑可以是二維和三維空間曲線,曲線由坐標輸入形成也可以采用樣條曲線和參數曲線方程的形式,如何快速地構造掃掠路徑,成為空間管路造型的關鍵在基于I~DEAS功能的基礎上,開發設計了一個空間管路造型輔助工具,其構成框圖如,進行管路構造時,根據管路初始設計,選取構造方式。對一般簡單的管路(空間點易于捕捉),直接通過I-DEAS提供的管路構造模塊(Sweep方式)進行造型;對較復雜的管路,調用管路構造輔助工具,進行人工交互式造型,通過提供管路線段起始點坐標,彎頭半徑,由系統指示的箭頭選取和設定路徑方向進行中心線構造。構造過程中,兩種方式隨時可以轉換。

直管、彎管和彎頭組成這里的彎管指中心線由圓弧線組成的管,如二次、三次曲線及樣條曲線,因此,管路造型系統只針對直管和彎管的快速造型。若設計中需構造復雜管路,則調用I-!DEAS的空間曲線模塊(3D.Dspline三維樣條等)構造管路掃掠中心線即可計,可以建立常用彎管及連接件不同結構尺寸的參數化特征庫,以便于修改和調用根據設計要求,設立管路最小間隙控制值,當空間管系中相鄰管之間距離小于此值時,裝配圖中的相應位置以高亮顯示,同時可以利用Info和Measure功能,測量查詢各有關管路點的間隙情況在管路造型時,在不影響分析的情況下,也可以將管子重點,根據需求分析,管路造型和干涉檢查應解決以下問4結束語構造成實心管,以減少數據量。

由于鍋爐產品不是一個復雜的裝配件,也無CAM的要求,整個設計系統對三維造型要求不高,但鍋爐CADS維造型系統豐富了鍋爐CAD應用系統的功能,使用戶在產品設計時可見到產品的真實模型,特別是對設計過程中空間管路的造型和干涉檢查的難題,提供了一個有效的解決方案。