海洋工程绞车的数字化设计系统研究

• 作 者: 王庆宇
• 机 构: 哈尔滨工程大学
• 出 处: 哈尔滨工程大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 数字化设计 参数化建模 海洋工程绞车 仿真分析 系统集成

当前海洋工程设备市场竞争日益加剧,用户需求变化迅速,同时其功能和结构也日益复杂,传统的设计技术已难以适应现代海洋工程装备的这种变化。针对这一问题,本文以某企业“海洋工程绞车”为研究对象,构建了包括产品数字化设计、仿真分析、优化设计等功能的“海洋工程绞车数字化设计系统”,以实现缩短研发周期、减少研发经费、降低开发风险、保证设计合理的目的。主要研究内容如下:首先,在对数字化设计理论及CAD/CAE系统集成技术深入研究的基础上,利用VC对CAD/CAE系统进行集成开发,实现CAD/CAE系统之间的数据交换,从而提高产品的开发效率,保证数据传输的准确性,作为后续构建面向新产品研发设计基础。其次,在深入研究海洋工程绞车工作机理、主要结构、设计理论的基础上,结合参数化建模技术建立了关键零部件的信息模型、约束网络及其几何模型,并构建了可实现海洋工程绞车标准件、定制件和系列化部件的设计及建模的参数化设计系统,从而达到快速设计、自动建模等目的。同时,基于所建立的海洋工程绞车数字化模型,实现产品数字化仿真分析和优化设计。具体工作以海洋工程绞车的卷筒部装和带式制动器部装为对象,对其进行静力学分析,确保在额定工况下,卷筒部装和带式制动器部装能够安全的工作;除此之外,对卷筒进行了尺寸参数优化设计,在保证卷筒强度极限的前提下使卷筒整体重量最轻,从而达到节省材料,降低成本的目的。最后,结合瀑布模型的软件系统开发流程,利用CAD/CAE系统集成技术,开发了包括产品数字化设计、有限元分析及优化设计功能模块的海洋工程绞车设计系统,企业的实际运营表明,对缩短设计周期、提升设计质量有显著效果。本文基于机械产品数字化设计思想,从产品数字化建模入手,构建以产品模型的快速建立为中心,包括有限元分析和优化设计等功能模块的“海洋工程绞车数字化设计系统”,取得了良好的应用效果,其开发思想、理论、方法可以对其它类似的海洋工程装备的数字化设计系统的开发提供有益的借鉴和参考。