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SolidWorks中换热器管板三维参数化设计

2009年工程图学学报2009第6期JOURNALOFENGINEERINGGRAPHICSNo.6

SolidWorks中换热器管板三维参数化设计

高鹏1一,桑芝富2

(1.全国化工设备设计技术中心站,上海200040;

2.南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京210009)

摘要:在研究了管壳式换热器管板三维建模方法和自动布管原理的基础上,使用

VisualBasic和MicrosoftAccess对SolidWorks进行二次开发,采用系统参数化建模和程序参数化建模相结合的方法对管板进行三维参数化建模。同时,利用修R.-y-程图参考的方法实现了工程图的自动绘制。软件具有良好的适应性、人机交互性及扩充性,提高了设计效率和质量。

关键词:计算机应用;管板图;参数化建模;布管

中图分类号:TP391

文献标识码:A文章编号:1003—0158(2009)06—0040—06

Tube-SheetParametricDesignBasedonSolidWorks

GAOPen91一,SANGZhi—fu2

(1.NationalTechnologyCenterofProcessEquipment,Shanghai200040,China;

2.CollegeofMechanicalandPowerEngineering,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China)

Abstract:Three—dimensionalmodelingmethodoftube??sheetandprincipleofauto-arrangingforshell-and-tubeheatexchangerareinvestigated.SolidWorksisre-developedwithVisualBasicandMicrosoftAccess.Systemparameterizedmodelingandprogramparameterizedmodelingmethodsarecombinedtoaccomplishparametricmodeling.Automaticengineeringdrawingiscreatedwiththemethodofmodifyingengineeringdrawingreference.Thesoftwarehasgoodadaptability,human—machineinteractionandexpansibility.Moreover,theresearchmethodologyCanimprovetheefficiencyandqualityofdesignanditwillbebenefittothedevelopmentofthethree.dimensionaldesignofheatexchanger.

Keywords:computerapplication;tube—sheetdrawing;parameterizedmodeling;tubelayout

近年来,市场竞争越来越激烈,企业对换热器设计提出了更高的要求,即缩短生产周期,提高设计精度,相对于传统的二维辅助设计手段,基于三维绘图软件的换热器计算机辅助设计可

收稿日期:2008—05—28

作者简介:高鹏(1982一)。男,河北深县人,硕士,主要研究方向为换热设备CAD/CAE/CAM技术。万方数据

Grasshopper 参数化建筑设计应用

Grasshopper 参数化建筑设计应用 摘要:在各种常用的参数化辅助设计软件当中,Rhinoceros 和Grasshopper 组成 的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台,Grasshopper独特的可视化编程建模,适合于前期方案构思阶段的快速实验。Grasshopper 采用并行数据控制方式。使得简单的程序可以处理复杂的的数据控制。它不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单流程方法达到设计师所 想要的模型。Grasshopper 其很大的价值在于它是以自己独特的方式完整记录起始模型(一个点或一个盒子)和最终模型的建模过程,从而达到通过简单改变起始 模型或相关变量就能改变模型最终形态的效果。当方案逻辑与建模过程联系起来时,grasshopper可以通过参数的调整直接改变模型形态。这无疑是一款极具特点、简单易行的参数化设计的软件。 关键词:参数化设计;Grasshopper;模型;变量绪论参数化建模技术在辅助 建筑设计上的应用越来越广泛,参数化设计,对应的英文是Parametric Design 标 准的英语表达是:ParametricDesign is designing by numbers.(Prof.Herr from ShenZhen University)。 它是一种建筑设计方法该方法的核心思想是,把建筑设计的要素都变成某个 函数的变量,通过改变函数,或者说改变算法,人们能够获得形态各异的建筑设 计方案。通过对Grasshopper 在建筑设计应用中的研究,可以帮助我们更好的理 解参数化设计建筑本身对建筑行业的影响,参数化概念的引入,可以对复杂形体 建筑构造进行精确调节,在保持固有衍生关系的前提下,进行最优化设计;并且 可以引入相应数学算法,使建筑自身在一个严密逻辑下进行自我设计。 一、Grasshopper 参数化设计概述1、目前参数化软件应用现状:参数化设计 工具随时间的发展和参数化设计的广泛应用,由一开始的应用其他领域的软件逐 渐发展到应用为建筑领域专门开发的软件。如动画领域的Maya、3dsmax,虽然是 为动画产业设计的软件,但其中有大量功能经恰当使用也可用来定义物体间的几 何逻辑关系。 UG、TopSolid 拥有明确的几何逻辑、强大的造型控制能力、极为准确的建模 功能以及直接将模型转化为施工图纸的建造服务功能。它们虽属工业化设计软件 却被用于辅助建筑设计。还有一类专门为建筑师开发的软件或插件。如以CATIA 为平台GT 开发的Digital Project、以RHINO 为平台的Grasshopper、Autodesk 公司 开发的Revit、以MicroStation 为平台开发的Generative Component 等。上述软件 可被应用于项目的不同阶段,也有各自不同优势。Revit Architecture 软件经过逐 渐的改进,目前已经具有了非常完善的建筑参数化设计与作图功能,其提供的族(Famliy)模型编写平台能够为建筑师较快掌握,建立特定制图环境所需的参数化模型、详图构件与标准符号。DP 主要应用于整个工程全面设计、生产、管理的较好选择。 2、Grasshopper 编程建模在各种常用的参数化辅助设计软件当中,Rhinoceros 和Grasshopper 组成的参数化设计平台是目前最为流行、使用得最为广泛的一套设计平台,Rhinoceros 建模软件拥有强大的造型能力和Grasshopper 独特的可视化编程建模,两者结合比较适合于前期方案构思阶段的快速实验。Grasshopper 采用并行数据控制方式。使得简单的程序可以处理复杂的的数据控制。它不需要太多任何的程序语言的知识就可以通过一些简单流程方法达到设计师所 想要的模型。

齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计

齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计 摘要:介绍了齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计软件中有关滚刀各部分尺寸计算、自动生成零件图、切齿仿真、被切齿轮对啮合仿真的实现方法,并介绍了三维啮合仿真的动画制作过程。 关键词:齿轮滚刀计算机辅助设计切齿仿真啮合仿真 Whole Parameter Computer Aided Design for Gear Hobs Qu Baiqing et al Abstract:The practical methods about dimension calculation,auto-drafing for spare parts pattem,tooth cutting emulation and engaging emulation for a pair of gears being cutted in the software of the whole parameter CAD for gear hobs are introduced.The procedure of the animation of the three dimensional gear engaging emulation is also presented. Keywords:gear hob CAD tooth cutting emulation gear engaging emulation 一、引言 齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。用传统方法对齿轮滚刀进行设计时,由于参数太多,计算复杂,绘图繁琐,不仅设计效率低,而且容易发生错误。更重要的是,在齿轮加工完毕之前,一般没有把握确定滚刀设计是否合理,用其加工的齿轮齿廓曲线是否准确,也无法证实被切削的一对啮合齿轮在运行过程中是否会发生干涉现象等。 目前,AutoCAD软件在机械制造业中的使用已日益广泛。因此,在

管壳式换热器的有效设计外文翻译

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)外文资料翻译 原文题目:Effectively Design Shell-and-Tube Heat Exchangers 原文来源:Chemical Engineering Progress February 1998 文章译名:管壳式换热器的优化设计 姓名:xxx 学号:62021703xx 指导教师(职称):王成刚(副教授) 专业:过程装备与控制工程 班级:03班 所在学院:机电学部

管壳式换热器的优化设计 为了充分利用换热器设计软件,我们需要了解管壳式换热器的分类、换热器组件、换热管布局、挡板、压降和平均温差。 管壳式换热器的热设计是通过复杂的计算机软件完成的。然而,为了有效使用该软件,需要很好地了解换热器设计的基本原则。 本文介绍了传热设计的基础,涵盖的主题有:管壳式换热器组件、管壳式换热器的结构和使用范围、传热设计所需的数据、管程设计、壳程设计、换热管布局、挡板、壳程压降和平均温差。关于换热器管程和壳程的热传导和压力降的基本方程已众所周知。在这里,我们将专注于换热器优化设计中的相关应用。后续文章是关于管壳式换热器设计的前沿课题,例如管程和壳程流体的分配、多壳程的使用、重复设计以及浪费等预计将在下一期介绍。 管壳式换热器组件 至关重要的是,设计者对管壳式换热器功能有良好的工作特性的认知,以及它们如何影响换热设计。管壳式换热器的主要组成部分有:壳体 封头 换热管 管箱 管箱盖 管板 折流板 接管 其他组成部分包括拉杆和定距管、隔板、防冲挡板、纵向挡板、密封圈、支座和地基等。 管式换热器制造商协会标准详细介绍了这些不同的组成部分。 管壳式换热器可分为三个部分:前端封头、壳体和后端封头。图1举例了各种结构可能的命名。换热器用字母编码描述三个部分,例如,BFL 型换热器有一个阀盖,双通的有纵向挡板的壳程和固定的管程后端封头。根据结构

产品级参数化设计

第三章产品级参数化设计 本章所研究的是关于产品级的参数化设计问题,为此,拟订“产品模块化、模块参数化”的技术思路来对小型热风微波耦合干燥设备模块化设计进行研究。 3.1参数化设计概述 传统的CAD设计主要针对零件级别的建模,对产品设计本身缺乏有效的支撑,只有最后的结果,不注重整个设计过程,有输入数据量大,操作难度大,无参数设计功能,不能自动更新现有模型,设计周期长,效率低,工作量重复等缺点。 参数化设计过程中,Revit Building是一中重要思想,它在保证参数化模型约束不变的的条件下,通过修改模型的基本尺寸参数来驱动参数化模型,完成模型更新从而获得新模型的现代化设计方法。模型的设计不是一蹴而就的,往往经过一个复杂的过程,在设计初期,设计人员对产品的认识较浅,不能完全确定设计其边界条件,并不能一次性设计出满足产品要求的所有条件。随着时间的推移,研究的深入,设计人员通过不断的修改模型的尺寸和造型,摸索研究之后,一步一步设计出满足所有条件的产品。由此可知,设计是一个不断修改,不断更新数据并且不断满足模型约束条件的过程,这种精益求精,追求完美的过程促进了CAD系统中参数化设计的产生华和发展。参数化设计大大提高了设计的效率,缩短了设计周期的同时大大减少了设计人员的工作强度和工作压力。 目前,参数化设计已经实际运用并且不断的发展壮大,已经成为现代设计与制造,机械设计系统等方向的研究热点,与之相关的各种CAD软件系统也不断的设计完善自己的参数化设计系统和功能,满足未来设计发展的需要。另外,对于标准化,系列化产品,参数化设计尤为重要,对于此次热风微波耦合干燥系列产品,采用参数化设计技术是非常好的选择。 3.1.1 参数化设计定义 参数化设计是机械CAD系统的一项非常关键技术,从最初的概念设计到详细设计,到最后形成产品,它贯穿产品设计的全过程。参数化设计是将参数化的产品模型用数学中一一对应关系来表示,而不是确定其数值,当某些参数变化时,与之相关的其他参数也将随之改变,达到几何更改控制几何形状的目的。这种快速反应的尺寸驱动,高效的图形修改功能,为产品设计、产品造型、产品更新修改,产品系列化设计等提供了有效的手段。其核心是通过产品约束的表达方式,使用设计好的一组尺寸参数和约束来描述产品模型的几个图形,能够充分满足相同或者相近几何拓扑关系的设计需求,充分体现设计者的设计思想。 根据参数化设计对象不同,可以将参数化设计分成两种:零件级参数化设计和产品级参数化设计。目前,广泛应用于实践的是零件级参数化设计方法,主要是指在单个零部件的内部通过尺寸参数和约束控制零件的参数化模型,当尺寸参数和约束发生变化时,参数化零件模型自动更新。相对于零件级参数化设计,产品级参数化设计是一种更加高级的参数化设计方法,它更加注重零部件之间的相互关联关系,当某一个零件的参数修改后,与该零件相关的其他零部件也将完成同步更新,这种更新包括形状的更新和尺寸的更新。由此可知,产品

管壳式换热器设计 课程设计

河南理工大学课程设计管壳式换热器设计 学院:机械与动力工程学院 专业:热能与动力工程专业 班级:11-02班 学号: 姓名: 指导老师: 小组成员:

目录 第一章设计任务书 (2) 第二章管壳式换热器简介 (3) 第三章设计方法及设计步骤 (5) 第四章工艺计算 (6) 4.1 物性参数的确定 (6) 4.2核算换热器传热面积 (7) 4.2.1传热量及平均温差 (7) 4.2.2估算传热面积 (9) 第五章管壳式换热器结构计算 (11) 5.1换热管计算及排布方式 (11) 5.2壳体内径的估算 (13) 5.3进出口连接管直径的计算 (14) 5.4折流板 (14) 第六章换热系数的计算 (20) 6.1管程换热系数 (20) 6.2 壳程换热系数 (20) 第七章需用传热面积 (23) 第八章流动阻力计算 (25) 8.1 管程阻力计算 (25) 8.2 壳程阻力计算 (26) 总结 (28)

第一章设计任务书 煤油冷却的管壳式换热器设计:设计用冷却水将煤油由140℃冷却冷却到40℃的管壳式换热器,其处理能力为10t/h,且允许压强降不大于100kPa。 设计任务及操作条件 1、设备形式:管壳式换热器 2、操作条件 (1)煤油:入口温度140℃,出口温度40℃ (2)冷却水介质:入口温度26℃,出口温度40℃

第二章管壳式换热器简介 管壳式换热器是在石油化工行业中应用最广泛的换热器。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升,管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热,提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。 强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式,其中提高传热系数是强化传热的重点,主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。目前,管壳式换热器强化传热方法主要有:采用改变传热元件本身的表面形状及表面处理方法,以获得粗糙的表面和扩展表面;用添加内物的方法以增加流体本身的绕流;将传热管表面制成多孔状,使气泡核心的数量大幅度增加,从而提高总传热系数并增加其抗污垢能力;改变管束支撑形式以获得良好的流动分布,充分利用传热面积。 管壳式热交换器(又称列管式热交换器)是在一个圆筒形壳体内设置许多平行管子(称这些平行的管子为管束),让两种流体分别从管内空间(或称管程)和管外空间(或称壳程)流过进行热量交换。 在传热面比较大的管壳式热交换器中,管子根数很多,从而壳体直径比较大,以致它的壳程流通截面大。这是如果流体的容积流量比较小,使得流速很低,因而换热系数不高。为了提高流体的流速,可在管外空间装设与管束平行的纵向隔板或与管束垂直的折流板,使管外流体在壳体内曲折流动多次。因装置纵向隔板而使流体来回流动的次数,称为程数,所以装了纵向隔板,就使热交换器的管外空间成为多程。而当装设折流板时,则不论流体往复交错流动多少次,其管外空间仍以单程对待。 管壳式热交换器的主要优点是结构简单,造价较低,选材范围广,处理能力大,还能适应高温高压的要求。虽然它面临着各种新型热交换器的挑战,但由于它的高度可靠性和广泛的适应性,至今仍然居于优势地位。 由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两流体温度相差较大,换热器内将产生很大的热应力,导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,

三维参数化设计的发展现状

三维参数化设计的发展现状 浏览次数:195次悬赏分:10 |解决时间:2011-3-26 23:19 |提问者:linusjenny 最佳答案 在国内大多数人,不习惯三维,精通的更少 很多人,只是把三维作为,设计后的产品演示 从草图规划开始,就是直接用三维设计的人及其比较少。 根据三维三维模型进行有限元分析的也不多。 直接用三维做设计,对个人的软件操作水平要求比较高,老工程师学不了,没有相关知识积累。 新人,对软件应用不够深入,只会皮毛 其发展到目前为止可以分为3个阶段。1995年至2000年是第一阶段,此阶段是三维动画的起步以及初步发展时期。在这一阶段,皮克斯/迪斯尼是三维动画影片市场上的主要玩家。 2001年至2003年为第二阶段,此阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段,三维动画从“一个人的游戏”变成了皮克斯和梦工场的“两个人的撕咬”:你(梦工场)有怪物史瑞克,我(皮克斯)就开一家怪物公司;你(皮克斯)搞海底总动员,我(梦工场)就发动鲨鱼黑帮。 从04年开始,三维动画影片步入其发展的第三阶段———全盛时期。在这一阶段,三维动画将演变成“多个人的游戏”:华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的《极地快车》;曾经成功推出《冰河世纪》的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场的PDI齐名的蓝天工作室,为人们带来《冰河世纪2》……此外,皮克斯推出自己的第一部独立影片《蹩脚炖菜》。而迪斯尼也将推出第一部独立制作的三维动画影片《小鸡》。至于梦工场,则制作了《怪物史瑞克3》,并且将《怪物史瑞克4》的制作也纳入了日程之中 浅谈三维CAD发展现状 出处:日期:2005-10-28 三维服装CAD有别于二维CAD的地方在于:它是在通过三维人体测量建 立起的人体数据模型的基础上,对模型进行交互式三维立体设计,然后 再生成二维的服装样片。它主要解决的问题是人体三维尺寸模型的建立 及局部修改、三维服装原型设计、三维服装覆盖及浓淡处理、三维服装 效果显示特别是动态显示和三维服装与二维衣片的可逆转换等方面。 三维服装CAD的基础是三维人体测量。目前三维人体测量系统在国外已经商品化,其技术已经较为成熟,其中法国、美国、日本等国利

1模块化机械设计

1模块化机械设计 1.1模块及模块化的概念 模块是一组具有同一功能和结合要素(指联接部位的形状、 尺寸、连接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能 互换的单元。模块化则是指在对产品进行市场预测、功能分析的基础上划分并设计出一系列通用的功能模块,然后根据用户的 要求,对模块进行选择和组合,以构成不同功能或功能相同但性 能不同、规格不同的产品。 1.2模块化机械设计相关性 模块化设计所依赖的是模块的组合,即结合面,又称为接 口。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块 应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在 接口上,必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。对于模块化机械设计,可见其关键是怎样划分模块,这里主要通过综合考 虑零部件在功能、几何、物理上存在的相关性来划分模块。 (1)功能相关性零部件之间的功能相关性是指在模块划分 时,将那些为实现同一功能的零部件聚在一起构成模块,这有助 于提高模块的功能独立性。 (2)几何相关性零部件之间的几何相关性是指零部件之间 的空间、几何关系上的物理联接、紧固、尺寸、垂直度、平等度和同轴度等几何关系。 (3)物理相关性零部件之间的物理相关性是指零部件之间 存在着能量流、信息流或物料流的传递物理关系。 1.3模块化机械设计的优点 模块化机械设计在技术上和经济上都具有明显的优点,经 理论分析和实践证明,其优越性主要体现在下述几方面: (1)可使现在机械工业得到振兴,并向高科技产业发展; (2)减轻机械产品设计、制造及装配专业技术人员的劳动强 度; (3)模块化机械产品质量高、成本低,并且妥善解决了多品 种小批量加工所带来的制造方面的问题; (4)有利于企业根据市场变化,采用先进技术改造产品、开 发新产品; (5)缩短机械产品的设计、制造和供货期限,以赢得用户; (6)模块化机械产品互换性强,便于维修。 2模块化机械设计在UG中的实现 2.1总体构思 在用UG进行机械设计时,为了将常用件模块化,首先要把 常用件的三维模型表达出来。对于系列产品,可按照成组技术的 原理进行分类,一组相似的常用件建立一个三维模型,即所谓的 三维模型样板。根据UG参数化设计思想,一个三维模型样板可 认为是一组尺寸不同、结构相似的系列化零部件的基本模型。把

卡车三维参数化总布置设计系统

基于Pro/ENGINEER的卡车三维参数化总布置设计系统 摘要:介绍了在建立零部件图形库、底盘参数数据库、底盘设计标准库的基础上,通过Pro/ENGINEER软件进行二次开发建立的集成于Pro/ENGINEER环境下的卡车底盘参数化三维总布置设计系统。该系统的研制在一定程度上实现了卡车底盘的虚拟设计与虚拟开发。详细阐述了系统开发的基本原理和主要方法。 关键词:卡车总布置计算机辅助设计参数化 1 引言 产品设计通常可以分为创新设计和变型设计两类,在机械、汽车行业中,创新设计较少,大量的是变型设计,也就是在原有产品的基础上,按市场需求进行局部换型和调整、重组。变型设计的实现过程可以最大限度地利用企业已有的成熟产品资源,具有很强的灵活性和适应性,这也就要求企业实施平台化战略。 卡车是一种多品种、多系列的产品,新技术、新产品日益广泛的应用使得卡车的底盘的更新和换型周期不断缩短。卡车性能主要取决于底盘,卡车底盘设计制造水平的不断提高是卡车行业赖以发展的基础。同时,底盘作为平台战略的主要对象,它的快速设计与开发对企业产品平台化战略的实施也必将产生积极的作用。 车辆的总布置是整车开发的基础,其水平对整车产品质量和性能起决定性作用。现惯用的是二维平面方法,它要求总布置人员素质要高,必须对产品零部件相当熟悉且总布置工作必须做细,总布置过程当中要基本完成全部部件的布置,

部件设计人员不独立进行部件的布置。这种做法的优点是总布置人员站在整车的高度全局统筹考虑,一般不易发生由于部件之间缺乏沟通造成的干涉等矛盾;缺点是要求总布置人员具有相当丰富的专业知识和经验并且对各种繁杂的产品具有较深入的了解,对零部件掌握程度高,否则由于部件人员介入晚,一旦总布置出现问题极易影响开发进度和质量。 针对汽车总布置的性质和特点,结合企业实际,以大型CAD/CAE/CAM三维软件Pro/ENGINEER为基础进行二次开发,研制了卡车底盘总布置设计系统,同时采用部件设计人员参与部件布置、总布置与部件布置相结合同步进行的开发思路,使该系统操作简单,设计过程直观、高效,适用于轻卡底盘变型设计与开发。 2 Pro/ENGINEER软件 Pro/ENGINEER是美国PTC公司(Parametric Technology Corporation,参数技术公司)开发的三维造型设计系统,它以单一数据、参数化、基于特征、全相关性以及工程数据再利用等改变了传统机械设计的观念,为工业产品设计提供完整的解决方案,成为当今世界机械CAD领域的新标准,广泛应用于造型设计、机械设计、模具设计、加工制造、机构分析、有限元分析及关系数据库管理等各个领域。Pro/ENGINEER复合式建模工具较之纯参数化的系统更灵活和自由,可以有效利用已有的产品模型数据并充分发挥其在新产品设计中的价值,特别是其自顶向下的设计思路,运用Layout和骨架来传递和交流设计意图,大大提高了设计效率。Pro/ENGINEER软件还提供了强大的装配功能,包括定义不同零部件之间的位置约束关系,生成爆炸视图,进行零部件之间的干涉检查,并计算装配体的距离、总重、重心等各种物理属性等。

管壳式换热器设计计算用matlab源代码

%物性参数 % 有机液体取69度 p1=997; cp1=2220; mu1=0.0006; num1=0.16; % 水取30度 p2=995.7; mu2=0.0008; cp2=4174; num2=0.62; %操作参数 % 有机物 qm1=18;%-----------有机物流量-------------- dt1=78; dt2=60; % 水 t1=23; t2=37;%----------自选----------- %系标准选择 dd=0.4;%内径 ntc=15;%中心排管数 dn=2;%管程数 n=164;%管数 dd0=0.002;%管粗 d0=0.019;%管外径 l=0.025;%管心距 dl=3;%换热管长度 s=0.0145;%管程流通面积 da=28.4;%换热面积 fie=0.98;%温差修正系数----------根据R和P查表------------ B=0.4;%挡板间距-----------------自选-------------- %预选计算 dq=qm1*cp1*(dt1-dt2); dtm=((dt1-t2)-(dt2-t1))/(log((dt1-t2)/(dt2-t1))); R=(dt1-dt2)/(t2-t1); P=(t2-t1)/(dt1-t1); %管程流速 qm2=dq/cp2/(t2-t1); ui=qm2/(s*p2);

%管程给热系数计算 rei=(d0-2*dd0)*ui*p2/mu2; pri=cp2*mu2/num2; ai=0.023*(num2/(d0-2*dd0))*rei^0.8*pri^0.4; %管壳给热系数计算 %采用正三角形排列 Apie=B*dd*(1-d0/l);%最大截流面积 u0=qm1/p1/Apie; de=4*(sqrt(3)/2*l^2-pi/4*d0^2)/(pi*d0);%当量直径 re0=de*u0*p1/mu1; pr0=cp1*mu1/num1; if re0>=2000 a0=0.36*re0^0.55*pr0^(1/3)*0.95*num1/de; else a0=0.5*re0^0.507*pr0^(1/3)*0.95*num1/de; end %K计算 K=1/(1/ai*d0/(d0-2*dd0)+1/a0+2.6*10^(-5)+3.4*10^-5+dd0/45.4); %A Aj=dq/(K*dtm*fie); disp('K=') disp(K); disp('A/A计='); disp(da/Aj); %计算管程压降 ed=0.00001/(d0-2*dd0); num=0.008; err=100; for i=0:5000 err=1/sqrt(num)-1.74+2*log(2*ed+18.7/(rei*sqrt(num)))/log(10); berr=err/(1/sqrt(num)); if berr<0.01 break; else num=num+num*0.01;

第十二章-参数化三维实体造型系统

第十二章参数化三维实体造型系统 在传统的三维产品造型设计中,产品实体模型是设计者利用固定的尺寸值得到的。零件的结构形状不能灵活地改变,一旦零件尺寸发生改变,必须重新绘制其对应的几何模型,这样往往给设计工作带来极大的不便。 参数化设计是一种使用参数快速构造和修改几何模型的造型方法。利用参数化技术进行设计时,图形的修改变得非常容易,用户构造几何模型时,可以集中于概念和整体设计,因此可以充分发挥设计人员的创造性,提高设计效率。 参数化建模是指在参数化造型过程中记录建模过程和其中的变量以及用户执行的CAD 功能操作。因此,参数化建模通过捕捉模型中的参数化关系记录了设计过程,其本质就是设计过程的记录和回放。这种记录过程与次序有关(是顺序化的),同时它利用一系列定义好的参数对模型进行顺序计算。参数化建模的优势在于速度快,其缺点是用户必须提供几何元素的全部尺寸、位置信息,即只有完全定义前一元素才能定义下一个元素。 参数化的设计技术是一种面向产品制造全过程的描述信息和信息关系的产品数字建模方法,Pro/E、I-DEAS、MDT、Solidworks等都是在一定程度上以参数化、变量化、特征设计为特点的新一代实体造型软件产品。 齿轮减速器是广泛应用于机械行业的机械装置,其中包含多种通用零件,如齿轮、轴、轴承、螺纹紧固件、润滑装置、密封元件等。本章主要以齿轮减速器作为研究对象,通过在Solidworks环境下的参数化设计方法,实现减速器零件的参数化建模、虚拟装配及工程图设计等。 12.1 Solidworks简介 Solidworks是一种智能型的高级CAD/CAE/CAM组合软件,它集设计、加工、分析功能于一身,能方便地进行三维实体设计、加工制造以及动力学和热力学的各项分析。它包括Solidworks本身的CAD模块、CAM Work的加工模块以及Design work的分析模块等。Solidworks的智能化程度高,参数化功能强,并且操作起来非常简便,是最容易学习的高级绘图分析软件之一。图12-1是Solidworks的标准工作界面。 工具栏 下拉菜单 特征管理 器设计树 图12-1 Solidworks的标准工作界面

计算机辅助参数化设计方法

西南交通大学 本科毕业设计(论文) 轴系零部件CAD系统开发 CAD SYSTEM DEVELOPMENT FOR THE SHAFT PARTS 外文文献翻译 年级: 学号: 姓名: 专业: 指导老师: 2014年6月

计算机辅助参数化设计方法 在计算机辅助设计系统的参数化模型生成中提出了一种先进的方法。该方法在设计输入中利用了几何约束自动存储和拓扑参数技术的支持,将设计的顺序记录、设计者意图中的重要信息和全面的描述综合起来,从而实现设计。这是一种根据实际尺寸和结构参数用于执行评估模型的形状变种处理方式,它是基于存储的通用模型。 关键词:CAD 参数化建模变型设计几何约束 当代的参数化设计系统处理尺寸为设计参数。在本文中,他们被称为尺寸驱动的CAD系统。根据一个或多个维度的尺寸变化对几何模型进行高层次的调整为CAD系统关键的所在。在设计模型相同仅有尺寸不同的零件时只需改变不同尺寸即可得到相关模型,这种功能明显提高了设计效率。同时,通常需要的更新设计到设计制造的周期通常可以容易和快速地完成。此外,在概念设计阶段,尺寸在开始时并不总是已知的。在CAD中已有许多不同的技术已经发展到可以解决这个问题了。参考文献1就涉及到了这种技术。下面是两种主要的方法加以区分: ?利用高级编程语言进行尺寸参数化编程设计(例如利用宏语言) ?主模型图形交互设计,随后在主模型的基础上自动生成变种模型 第一种方法较明显需要系统用户具备特定的编程知识。因此,它只适用于特定的情况下,比如说有正当的额外培训费用。 图形交互式参数化设计方法在另一个方面有一些缺点:隐式约束的处理,如相切,直角,平行线等,没有得到圆满解决的。一个正确的集合在一个后处理隐式约束的手动分配是容易出错的。如果应用了隐式约束的自动识别方法,那么为了防止产生意外的约束,耗时的手动检查是必要的。在下一节中,介绍了一种利用设计命令的方法,克服了这个问题。 在CAD系统的设计方法的最新进展的参数设计中创造了一个进一步的主题。未来的CAD系统将在设计过程中支持高级形态特征如孔模式、铰链,复杂的通孔等与相对简单的几何图元,如点,线,面和小体结合。这些类型的系统通常被称为“基于特征的CAD系统。显然,这对于形状特征的三维变量生成又是至

参数化设计

1.什么是参数化设计 参数化设计是一种建筑设计方法。该方法的核心思想是,把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量,通过改变函数,或者说改变算法,人们能够获得不同的建筑设计方案,简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。 各种建模软件如sketchup、犀牛、Bonzai3d、3dmax 和计算机辅助工具revit 、archicad 这些所谓的BIM,都属于“参数化辅助设计”的范畴,即使用某种工具改善工作流程的工具;这些虽能提高协同效率、减少错误、或实现较为复杂的建筑形体,但却不是真正的参数化设计。真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将建筑设计问题转变为逻辑推理问题的方法,它用理性思维替代主观想象进行设计,它将设计师的工作从“个性挥洒”推向“有据可依”;它使人重新认识设计的规则,并大大提高运算量;它与建筑形态的美学结果无关,转而探讨思考推理的过程。

建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。功能之间的相互作用,国内研究得很多。本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。这种建筑空间的组合,实质上是“功能空间”的组合,蕴含着一定的逻辑关系。如果从参数化设计的角度来看,这就已经具备可操作性了。我们可以把一个一个的功能空间定义出来,再把它们之间的逻辑关系定义出来,那么,在符合逻辑关系的条件下,功能空间有多少种组合方法?通过各种参数化设计的软件,我们能够得到许多种答案。但这还没完。 参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式,接下去,你必须进行选择。要么人工选择,要么就再增加新的参数进去,从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。 说到形式,建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。美学问题一方面涉及到传统,另一方面涉及到个人的主观感受,是很难“参数化”的。而参数化设计的终极目标是全要素参数化,现在我们做不到,但坚持朝这个方向努力。 国内的建筑项目,绝大部分遵循先功能后形式的思路,也就是“形式追随功能”的思路,建筑的格局都定了,最后装点一下门面。建筑设计院就像一个个自动售货机,你把建筑用地的条件图和设计费塞进去,它自动吐出来建筑方案。因为容积率等技术经济指标是政府和开发商都已经定好了的,满足了日照标准之后,建筑方案只有很少的几种可能性。不同设计院给出的方案大同小异。如果你拿一本介绍楼盘的书来看,就有这个体会。在容积率和日照条件控制下的参数化设计,就是这个样子。当然,这是一种病态,是低水平的参数化。参数化设计的根本目的在于,用新的软件工程方法来延伸人的思维,让我们有更多的选择的可能。参数化设计的前景之所以被看好,就是因为,所有的变量都是有变化范围的。如果设计师判断,建筑方案哪里有点不舒服,那么他不是直接去修改方案,而是去调节参数。经过新一轮的计算,建筑方案会取得改善。这就触及到建筑空间的生成的较为本质性的问题了。在实际工程的应用中,现在能见得到的案例,基本上是用参数化软件来做建筑立面。但是经常遇到的问题是,控制得不够精细,弄得大面上看着马马虎虎,细节总有违背常理之处。这主要是由于软件不熟造成的吧。随着时间推移,逐渐会改善。我认为在城市规划、区域规划等领域,参数化设计可能更有发挥的空间。最近这几年,可以关注一下城市规划和城市设计领域的参数化设计的进展。 2.参数化设计的两个方面 不论是否应用参数化设计的手段,建筑师和城市规划师都面临两个方面的问题,一是认识现状,二是提出设计方案。在认识现状的这个方面,伦敦大学的比尔·西里尔教授提出了“空间句法”(Space Syntax)的理论。按照我个人的肤浅了解,空间句法就是把建筑空间、城市空间的现状,用数学语言描述出来。数学语言描述出来的东西,可以继续推导,得到了某种数据化的结果。而这些结果是有意义的,可以被理解的,建筑师和城市规划师可以把这些结果直接翻译成建筑空间。空间句法的方法,对建筑师来说,就是“参数化理解”,或者“参数化认知”。但是建筑学作为一个艺术学科,从根本上来讲,具有反对理性,反对逻辑的基因。美学理论里面不是有一句,说,There is no debate for taste, 艺术品位是无从探讨的,无法用逻辑的推理来得到正确的东西。艺术的法则是不同于逻辑的法则的。所以著名的建筑学者王鲁民教授就说,他很难理解现在参数化这样的时髦学问,“看不懂”,并且“很愿意与之保持相当的距离”。这也就印证了法国哲学家波德里亚所说的,参数化设计等

管壳式换热器设计说明书

1.设计题目及设计参数 (1) 1.1设计题目:满液式蒸发器 (1) 1.2设计参数: (1) 2设计计算 (1) 2.1热力计算 (1) 2.1.1制冷剂的流量 (1) 2.1.2冷媒水流量 (1) 2.2传热计算 (2) 2.2.1选管 (2) 2.2.2污垢热阻确定 (2) 2.2.3管内换热系数的计算 (2) 2.2.4管外换热系数的计算 (3) 2.2.5传热系数 K计算 (3) 2.2.6传热面积和管长确定 (4) 2.3流动阻力计算 (4) 3.结构计算 (5) 3.1换热管布置设计 (5) 3.2壳体设计计算 (5) 3.3校验换热管管与管板结构合理性 (5) 3.4零部件结构尺寸设计 (6) 3.4.1管板尺寸设计 (6) 3.4.2端盖 (6) 3.4.3分程隔板 (7) 3.4.4支座 (7) 3.4.5支撑板与拉杆 (7) 3.4.6垫片的选取 (7) 3.4.7螺栓 (8) 3.4.8连接管 (9) 4.换热器总体结构讨论分析 (10) 5.设计心得体会 (10) 6.参考文献 (10)

1.设计题目及设计参数 1.1设计题目:105KW 满液式蒸发器 1.2设计参数: 蒸发器的换热量Q 0=105KW ; 给定制冷剂:R22; 蒸发温度:t 0=2℃,t k =40℃, 冷却水的进出口温度: 进口1t '=12℃; 出口1 t " =7℃。 2设计计算 2.1热力计算 2.1.1制冷剂的流量 根据资料【1】,制冷剂的lgp-h 图:P 0=0.4MPa ,h 1=405KJ/Kg ,h 2=433KJ/Kg , P K =1.5MPa ,h 3=h 4=250KJ/Kg ,kg m 04427.0v 3 1=,kg m v 3 400078.0= 图2-1 R22的lgP-h 图 制冷剂流量s kg s kg h h Q q m 667 .0250 4051054 10=-= -= 2.1.2冷媒水流量 水的定性温度t s =(12+7)/2℃=9.5℃,根据资料【2】附录9,ρ=999.71kg/m 3 ,c p =4.192KJ/(Kg ·K)

三维参数化设计现状

三维参数化设计的发展现状 最佳答案 在国内大多数人,不习惯三维,精通的更少 很多人,只是把三维作为,设计后的产品演示 从草图规划开始,就是直接用三维设计的人及其比较少。 根据三维三维模型进行有限元分析的也不多。 直接用三维做设计,对个人的软件操作水平要求比较高,老工程师学不了,没有相关知识积累。 新人,对软件应用不够深入,只会皮毛 其发展到目前为止可以分为3个阶段。1995年至2000年是第一阶段,此阶段是三维动画的起步以及初步发展时期。在这一阶段,皮克斯/迪斯尼是三维动画影片市场上的主要玩家。 2001年至2003年为第二阶段,此阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段,三维动画从“一个人的游戏”变成了皮克斯和梦工场的“两个人的撕咬”:你(梦工场)有怪物史瑞克,我(皮克斯)就开一家怪物公司;你(皮克斯)搞海底总动员,我(梦工场)就发动鲨鱼黑帮。 从04年开始,三维动画影片步入其发展的第三阶段———全盛时期。在这一阶段,三维动画将演变成“多个人的游戏”:华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的《极地快车》;曾经成功推出《冰河世纪》的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场的PDI齐名的蓝天工作室,为人们带来《冰河世纪2》……此外,皮克斯推出自己的第一部独立影片《蹩脚炖菜》。而迪斯尼也将推出第一部独立制作的三维动画影片《小鸡》。至于梦工场,则制作了《怪物史瑞克3》,并且将《怪物史瑞克4》的制作也纳入了日程之中 浅谈三维CAD发展现状 出处:日期:2005-10-28 三维服装CAD有别于二维CAD的地方在于:它是在通过三维人体测量建 立起的人体数据模型的基础上,对模型进行交互式三维立体设计,然后 再生成二维的服装样片。它主要解决的问题是人体三维尺寸模型的建立 及局部修改、三维服装原型设计、三维服装覆盖及浓淡处理、三维服装 效果显示特别是动态显示和三维服装与二维衣片的可逆转换等方面。 三维服装CAD的基础是三维人体测量。目前三维人体测量系统在国外已经商品化,其技术已经较为成熟,其中法国、美国、日本等国利 用自然光光栅原理,分别用40毫秒、10秒、1.8秒,即可完成三维人 体数据的测量。国际上常用的三维人体测量技术一般都是非接触式的,

UG的参数化建模方法

UG的参数化建模方法及三维零件库的创建 2009-06-03 08:40:32 来源: 作者: 【大中小】浏览:66次评论:1条 摘要: UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,具有强大的参数化设计功能,在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图,参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台,介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法,结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤,并创建立一个简单的零件库。 关键词:UGNX,参数化,标准件库 一.引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说,产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中,零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径,而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,具有强大的参数化设计功能,在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台,介绍了三维参数化建模的实现方法,结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。 二.参数化设计思想 在使用UG软件进行产品设计时,为了充分发挥软件的设计优势,首先应当认真分析产品的结构,在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系,充分了解设计意图,然后用UG提

供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动,一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的,一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程,因此,从这个意思上讲,设计的过程就是修改的过程,参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改,所以它的易于修改性是至关重要的。这也是UG软件为什么特别强调它的强大的编辑功能的原因。

模块化设计

模块化设计技术的研究现状 模块化设计[15]的概念在20世纪50年代由欧美一些国家正式提出,随后得到越来越广泛的关注和研究[16,17,18]。模块化设计方法已经在机械(如数控机床、模具、减速箱、工业汽轮机)、电工电子(如微机、通信设备、电动控制仪表)、船舶、建筑、电力、武器装备(如方舱、雷达、航空电子设备)等行业中得到广泛应用[19],并取得了显著的效益。Huan和Kusiak[20,21]等对模块化产品开发研究现状进行了评述,指出了一些有待深入研究的问题。 1.模块化相关概念的研究 对于模块化设计,目前还没有公认的权威性定义。许多学者根据各自的研究,从不同的角度对其进行了表述。 文献[22][z22]认为,模块化设计综合考虑系统对象,把系统按功能分解成不同用途和性能的模块,并使之接口标准化,选择不同的模块(必要时设计部分专用模块)以迅速组成适应用户不同需求的产品。 文献[23][z23]认为:模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同的产品,以满足市场不同需求的设计方法。 文献[24][z24]认为,模块是一组同时具有相同功能和相同结合要素,而具有不同性能或用途甚至不同结构特征,但能互换的单元,模块化设计是基于模块的思想,将一般产品设计任务设计成模块化产品方案的设计方法。它包括两方面内容:一是根据新设计要求进行功能分析,合理创建出一组模块—即模块创建;二是根据设计要求将一组存在的特定模块合理组合成模块化产品方案—即模块综合。 Ulrich[[c25]25]提出模块化与设计中的两个特点紧密相关:1)设计中功能域与物理结构域之间的对应程度影响模块化的程度;2)产品物理结构间相互影响程度的最小化。这两点从设计学角度指出了影响模块化设计的基本因素,首先是在系统分析规划时,采用适当的方法对设计过程中各个部分,尤其是产品的功能域、结构域以及二者之间映射关系的合理分析,是模块化设计技术的关键影响因素。其次,要保证模块的功能、结构的相对独立性,即将模块之间相互影响的因素尽量减小。 Suh[c26]26]从功能-设计参数映射的角度定义模块化设计:模块化设计是一种分析结果的产生,这种结果以产品、过程和系统的形式表现,并满足预定的需求,其方法是选择适当的设计参数(DPs)完成从功能需求域(FRsspace)到设计参数域(DPs space)的映射,即,[FR]=[A]?[DP],[A]是设计矩阵。 Pahl和Beitz[27][c27]认为模块化设计是完成从功能需求域到模块功能域的映射,然后在考虑模块性能(如尺寸、重量等)基础上完成从模块功能域到模块结构域的映射,并将模块功能域的功能分为基本功能BF、附加功能AF、适应性功能AdF、专用功能CF、用户定制功能SF五类,相应地将模块结构定义为基本模块BM、附加模块AM、适应性模块AdM、专用模块第一章绪论6CM、用户定制模块SM。 文献[28]针对液压机结构尺寸无明显分级特性,而产品构成链具有固定结构形式的特点提出广义模块化设计的概念,通过模块模板的构造对液压机实施模块化设计。 2001年5月在美国密歇根大学召开的CIRP第一届柔性、可重构制造国际会议[29]以可重构制造系统[30,31]为主题,可重构制造的一项重要内容就是可重构机床(Reconfigurable Machine tools)的研究和开发。可重构机床[32,33]也是一种模块化机床,在设计时要求充分考虑机床使用中的可重构性,包括产品功能、结构和布局的重组,以及当机床与其它设备如物流系统集成而形成的生产线的重组。 还有一些关于模块化设计概念的定义和研究,这里不再列举。就上述提法来看,基本上都体现了模块化设计的特征和要点

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