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随着现代工业水平的不断提高,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)也得到了飞速发展。将计算机的高精度、高可靠性以及数据的可视化与铸造工艺设计相结合,可以极大地提高生产设计自动化水平,改善设计流程,有着极为广阔的应用前景。但现有的铸造CAD和CAE系统大都是作为互不相连的独立系统运行,不仅导致系统界面不统一,还增加了人工成本和时间成本。另外由于CAD和CAE之间需要进行频繁的转化,往往会出现数据的不完整性。为此,本文以UG为系统框架,探索和研究铸造CAD/CAE的集成,并将其应用在冒口的设计中,主要工作如下: 首先,针对CAD三维造型软件和CAE数值模拟软件之间的数据转换问题,直接在UG中利用切片法实现有限差分网格的剖分,该方法可用于剖分任意形状的三维实体。同时研究了在UG平台上的铸造凝固温度场模拟方法,采用改进的等价比热法处理凝固潜热,实现了铸造凝固过程温度场的计算功能。 其次,对基于UG的后处理显示技术进行了研究。采用表面搜索和温度场数据映射的方法,利用UG二次开发接口创建facet面片模型,实现后处理中温度场数据的可视化显示,并能够通过旋转、缩放和透明化视图来满足后处理显示的要求。 然后,研究缩孔缩松判据和孤立液相区的搜索算法,实现了UG中对孤立液相区的局部模数、位置等信息的自动计算。依据模数法和周界商法的智能化获取冒口大小的程序,并采取UG参数化建模手段,来添加实体模型。 最后,通过对轴承座零件的温度场模拟和冒口优化设计过程进行实例分析,验证了CAD/CAE集成系统的网格剖分、温度场计算和后处理显示功能及其在冒口设计中的实用性。 本文开发的系统将铸造CAD和CAE有效的集成在UG中,同时进行了冒口的设计,在很大程度上减少了工人所需要的时间,具有很高的实用价值。