叶片泵CAD/CAE/PDM集成设计平台的研究与开发

作     者：沈碧桦 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭贵生

授予年度：2014年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081304[工学-建筑技术科学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：叶片泵 CAD/CAE/PDM集成 参数化设计 结构分析 

摘      要：叶片泵具有结构紧凑、重量轻、流量均匀、噪声低等独特优点，因而被广泛应用于各种对速度平稳性要求较高的机床、工程机械等液压系统中。现代工业的快速发展要求叶片泵不断提高性能且缩短研发周期。而传统的设计方法需要不断重复试制、试验和修改的过程，设计周期冗长且设计精度低、可靠性差，很难适应现代市场竞争的需求。采用现代设计方法，开发叶片泵CAD/CAE/PDM集成设计平台，实现叶片泵设计、分析与数据管理的一体化，对提高叶片泵的设计效率、缩短研发周期具有现实意义。 本文以双作用叶片泵为研究对象，研究了基于Pro/E的自顶向下设计方法、基于Pro/TOOLKIT的Pro/E二次开发技术、基于APDL的ANSYS二次开发技术及基于ADO的数据库访问技术，开发了叶片泵CAD/CAE/PDM集成设计平台，实现了叶片泵设计、建模、分析及过程数据管理。具体研究内容如下： （1）根据叶片泵设计分析一体化的需求对叶片泵集成设计平台进行了总体规划，研究和分析了叶片泵CAD/CAE的集成方式及设计平台数据流，解决了集成设计平台开发的关键技术。 （2）依据叶片泵集成设计平台的数据需求确定了叶片泵数据库的结构组成，设计了叶片泵数据库。研究了基于ADO的数据库访问技术，实现了对设计平台数据的访问和管理。 （3）总结分析了双作用叶片泵的现有结构特点，确定了叶片泵的总体结构方案。收集、整理了叶片泵设计计算理论，研究了叶片泵结构设计自动化流程，在此基础上开发了叶片泵结构设计模块，实现了按设计要求自动设计叶片泵的功能。 （4）研究了Pro/E的自顶向下设计技术，实现了叶片泵整体参数化模型。并利用Pro/TOOLKIT对Pro/E进行二次开发，设计了叶片泵零部件参数化建模模块。通过该模块，用户只需输入叶片泵零部件的结构参数即可实现模型再生。 （5）研究CAD/CAE的数据交换方式，实现了Pro/E与ANSYS之间的无缝连接。在此基础上对叶片泵的泵芯、泵体、传动轴等主要零部件进行了结构分析，构建了叶片泵结构分析模板，并利用APDL对ANSYS进行二次开发，实现了叶片泵结构分析自动化。 通过叶片泵CAD/CAE/PDM集成设计平台可以查询原有的设计案例，实现模型的快速调用。同时可以依据自身需求进行快速设计、建模、分析及设计产品数据的存储，极大地缩短了叶片泵的设计周期，降低其设计成本，增强产品的市场竞争力。