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薄膜蒸发器三维参数化设计及其CAE研究

作　者: 管凌峰
导　师: 贺小华
学　校: 南京工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 薄膜蒸发器 三维参数化设计 虚拟装配 运动仿真 参数化有限元分析
分类号: TQ051.89
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 170次
引　用: 4次
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内容摘要


机械搅拌式薄膜蒸发器(简称薄膜蒸发器)是一种新型高效节能的蒸发设备,其广泛应用已为工业生产带来了巨大的经济效益。目前国内薄膜蒸发器的结构设计基本上采用的是二维系统,无法满足先进设计制造的要求。建立三维模型,可以更加直观、全面地反映设计意图,方便地生成工程图纸,在三维设计的基础上可进一步进行虚拟装配、干涉检查、有限元分析及运动仿真等,初步实现CAD/CAE的集成。本文以三维参数化造型软件SolidWorks2005为绘图支撑软件,结合编程软件Visual Basic6.0对SolidWorks2005进行二次开发,实现薄膜蒸发器三维参数化设计;并在三维模型的基础上进行虚拟装配、运动仿真、参数化有限元分析等CAE研究。本文主要内容如下:1)采用基于特征造型的参数化三维建库方式,建立薄膜蒸发器的标准和非标准零件的零件库以及尺寸参数数据库,运用参数修改法,实现薄膜蒸发器标准件和非标准件的三维参数化绘图。2)采用以自顶向下为主,自底向上为辅的装配建模方法,建立薄膜蒸发器的总体设计方案。针对薄膜蒸发器的结构特点,确定薄膜蒸发器的装配层次、装配顺序和装配路径;通过配合约束实现薄膜蒸发器的自动装配,同时实现对过程装配的干涉检查。3)根据薄膜蒸发器转子的结构特点,提出一种针对轴类装置的转动方法,利用Visual Basic对SolidWorks进行二次开发,实现薄膜蒸发器转子的运动仿真。4)应用有限元分析软件ANSYS自带的参数化设计语言APDL,结合Visual Basic对ANSYS进行捆绑式二次开发,通过调用三维参数化设计数据,完成薄膜蒸发器筒节夹套的参数化有限元分析。本研究工作为薄膜蒸发器的CAD/CAE集成奠定了基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 薄膜蒸发器概述  11-13
    1.1.1 薄膜蒸发器的结构形式  11
    1.1.2 薄膜蒸发器的结构类型  11-12
    1.1.3 薄膜蒸发器的工作原理及特性  12-13
  1.2 国内外CAD 技术研究综述  13-18
    1.2.1 国外CAD 技术的发展历程  13-15
    1.2.2 国内CAD 技术现状  15-16
    1.2.3 CAD 技术发展趋势  16-18
  1.3 CAD 参数化技术  18-20
    1.3.1 参数化技术概述  18
    1.3.2 参数化设计方法  18-19
    1.3.3 参数化设计意义  19-20
  1.4 CAD 软件二次开发技术  20-22
    1.4.1 常用CAD 软件  20-21
    1.4.2 CAD 软件二次开发简介  21-22
  1.5 本文研究意义和主要内容  22-24
    1.5.1 本文研究意义  22
    1.5.2 本文研究主要内容  22-24
第二章 薄膜蒸发器三维造型参数化设计  24-45
  2.1 SolidWorks 及其二次开发简介  24-29
    2.1.1 SolidWorks 简介  24-25
    2.1.2 SolidWorks 二次开发技术  25-29
    2.1.3 Visual Basic 开发SolidWorks 的方法  29
  2.2 薄膜蒸发器零件的三维参数化建模方法  29-31
    2.2.1 程序化参数建模  29-30
    2.2.2 参数修改法建模  30
    2.2.3 薄膜蒸发器的参数化建模方法  30-31
  2.3 薄膜蒸发器零件库的建立  31-32
    2.3.1 零件库建立的方法  31
    2.3.2 零件库建立的步骤  31-32
    2.3.3 零件库建立的关键技术  32
  2.4 薄膜蒸发器参数化设计数据库的建立  32-37
    2.4.1 数据库技术  33
    2.4.2 Microsoft Access 2000  33
    2.4.3 Visual Basic 中访问数据库技术  33-36
    2.4.4 数据库的建立  36-37
  2.5 实例说明  37-43
    2.5.1 非标准件的参数化设计  37-40
    2.5.2 标准件参数化设计的几点说明  40-43
  2.6 本章小结  43-45
第三章 薄膜蒸发器虚拟装配设计  45-66
  3.1 薄膜蒸发器的装配设计方法  45-46
    3.1.1 装配设计方法  45
    3.1.2 薄膜蒸发器的装配设计实现方法  45-46
  3.2 薄膜蒸发器装配模型的建立  46-48
    3.2.1 装配模型的表达方式  46-48
    3.2.2 薄膜蒸发器装配模型的建立  48
  3.3 薄膜蒸发器的装配顺序规划  48-52
    3.3.1 装配顺序规划的方法  48-50
    3.3.2 基于约束半角矩阵的装配顺序规划  50-52
  3.4 薄膜蒸发器的装配路径规划  52-55
    3.4.1 装配路径规划的方法  53
    3.4.2 基于VMap 的装配路径规划  53-55
  3.5 薄膜蒸发器的装配关系及装配约束类型  55-56
  3.6 薄膜蒸发器虚拟装配的实现  56-61
  3.7 薄膜蒸发器装配干涉检验  61-65
    3.7.1 装配干涉检验类型  61
    3.7.2 装配干涉检验算法  61-63
    3.7.3 基于SolidWorks 二次开发的薄膜蒸发器干涉检验  63-65
  3.8 本章小结  65-66
第四章 薄膜蒸发器转子运动仿真的实现  66-72
  4.1 计算机仿真技术  66-67
  4.2 薄膜蒸发器转子运动仿真的实现  67-71
    4.2.1 运动仿真的一般原理  67
    4.2.2 薄膜蒸发器转子运动仿真实现方法  67-71
  4.3 本章小结  71-72
第五章 薄膜蒸发器筒节夹套参数化有限元分析  72-83
  5.1 有限元及其参数化技术简介  72-74
    5.1.1 有限元简介  72
    5.1.2 参数化有限元法的提出  72-73
    5.1.3 参数化有限元分析的实现方法  73-74
  5.2 ANSYS 软件及其二次开发技术简介  74-75
    5.2.1 ANSYS 简介  74
    5.2.2 APDL 参数化语言  74-75
  5.3 薄膜蒸发器筒节夹套封口环应力分析  75-80
    5.3.1 筒节夹套有限元模型的建立  75-77
    5.3.2 筒节夹套的有限元应力计算  77-78
    5.3.3 强度评定  78-80
  5.4 基于VB 的参数化有限元分析设计  80-82
    5.4.1 VB 对ANSYS 进行二次开发原理  80
    5.4.2 VB 编程实现筒节夹套封口环应力分析  80-82
  5.5 本章小结  82-83
第六章 总结和展望  83-85
  6.1 全文工作总结  83-84
  6.2 今后工作展望  84-85
参考文献  85-90
在读期间发表论文及参加的项目  90-91
致谢  91

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工机械与仪器、设备 > 化工过程用机械与设备 > 物质分离机械
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