UG环境下闸阀结构的虚拟设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)温州职业技术学院机械工程系 作者:徐勇

  为提高闸阀结构的设计水平和能力,将虚拟设计技术引入到闸阀开发的实践中,讨论了闸阀虚拟设计的实现策略,基于UG集成环境实现了闸阀的虚拟设计和装配,提高了闸阀结构设计的品质和效率。

  闸阀是流体管路的控制装置,用来切断和接通管路中介质、阻止管路中介质倒流、调节管路中介质的压力和流量,以及改变管路中介质的流动方向等。闸阀的应用非常普遍,结构和种类众多,由于材料、工艺和设计水平的限制,我国大多数闸阀设计和制造单位,仍采用半经验、半理论的传统设计方法,许多设计问题不能在设计阶段及时发现,导致了产品开发周期延长,也远远不能满足用户对产品的个性化和多样化需求,影响了闸阀产品的竞争力。

1、闸阀的设计工具

  随着计算机硬件性能的提高和软件价格的下降,使得进行虚拟开发的工具非常多,常用的计算机辅助设计软件有UG、Pro/E、SolidWorks等等。本文采用UG进行闸阀结构的虚拟设计。

  UG是美国UGS公司的主导产品,是全球应用最普遍的CAD/CAM/CAE计算机集成软件之一,广泛应用于机械、汽车、飞机、电器、化工等行业中。

  UG的主要特点包括:

  (1)无缝集成的产品开发环境。UG是集CAD/CAM/CAE于一体的集成化计算机辅助设计系统,可以完成从产品的概念设计、造型设计、详细设计、运动和动力分析等全过程工作,整个系统采用统一的数据库,减少了数据的重复,为协同工作提供了基础。

  (2)基于装配的产品设计技术。UG可以采取自顶向下的设计方法,逐步设计出每一个零件。不管是小的产品,还是大的系统,UG都可以提供产品级的解决方案。

  (3)相关性。同一模型文件,各几何对象之间保持完全相关。通过装配建模技术,可以实现不同模型文件之间的关联性。通过主模型方法,可以实现集成系统中模块之间的相关性。

  (4)协同性和开放性。UG可以通过网络进行异地协同设计,设计人员可以在各自的权限范围内对产品进行修改和更新。UG还提供了方便和先进的开发工具,允许设计人员进行二次开发。

  (5)基于知识的专家系统。UG利用知识驱动技术,集中了专家的设计智慧,开发智能化设计模块,提高闸阀产品的设计品质和效率。

  基于UG的上述特点,对闸阀进行结构设计不仅具有可行性,而且还为后续闸阀的二次开发提供了良好的基础。

2、闸阀零部件的三维建模

2.1、闸阀的模块划分

  采用参数化技术,可以快速创建满足用户需求的自定义模块。在进行模块划分时,既要遵循一般规律,又要使自定义模块满足参数化的要求。闸阀的模块划分如图1所示。

UG环境下闸阀结构的虚拟设计

图1 闸阀的模块

2.2、基于特征的闸阀零件建模

  闸阀的特征实体建模流程如图2所示。

UG环境下闸阀结构的虚拟设计

图2 闸阀的实体建模流程

  根据特征实体建模流程,对闸阀的相关零部件进行实体建模,零件的三维造型如图3所示。

UG环境下闸阀结构的虚拟设计

图3 阀体和闸板

2.3、闸阀的虚拟装配

  针对闸阀的模块,采用UG软件对闸阀零件进行虚拟装配,装配图如图4所示。

UG环境下闸阀结构的虚拟设计

图4 闸阀的装配图

3、结束语

  基于UG环境可以快速准确地实现闸阀结构的虚拟设计和优化设计,同时为闸阀提供了一种先进的开发工具,有利于提高闸阀产品的设计质量,有利于提高企业对市场的快速反应。

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