计算机设计论文提纲

论文题目：液压缸计算机辅助设计系统研究与开发

摘要：液压缸是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量转换装置,是液压系统的执行元件。液压缸内部结构规范、外形差异不大、标准化程度相对较高,工作可靠,工程应用极为广泛。由于所述特点,其零部件的设计方法和过程比较相似,使用传统的设计手段会进行大量的重复性工作,为缩短液压缸产品的设计生产周期、加快研发过程、顺应智能制造发展理念,本文研发了一套液压缸计算机辅助设计系统。根据国内某企业的设计生产需求,利用C#编程语言在Visual Studio 2017环境下对Solid Works、ANSYS进行二次开发,利用Visual Studio 2017建立人机交互界面,研发出一套适用于企业的产品设计与工程分析一体化的液压缸计算机辅助设计系统,能够在短时间内设计出合格的液压缸产品。该系统功能架构包括二维三维产品设计和参数化有限元分析,两大主要模块提供了液压缸总体设计和分析的方法,各个模块功能相对独立,同时也可以通过数据库进行数据共享。系统的设计模块主要研究了Solid Works的二次开发技术,研究Solid Works API各大接口的功能函数,完成了具有一定安全性的登陆窗口设计、主窗体设计、公共窗体设计、液压缸标准零件库的建立,并应用SQL Server 2014数据库实现数据的读取与存储,建立了零件特征参数的数据库供设计者在系统中灵活调用。实现了液压缸标准零件的选型预览和模型生成、非标准零件的参数化建模、市场快速响应功能、参数化装配、参数化批量生成工程图等功能。系统的有限元分析模块研究了ANSYS二次开发技术,利用APDL编程语言编写液压缸有限元自动建模与分析程序,再借助C#语言封装成有限元分析模块嵌入液压缸计算机辅助设计系统中,后台调用ANSYS,自动实现从建模划分网格、加载求解到查看结果的有限元分析的完整过程,完成设计方案的同步校核,实现了液压缸设计与结构分析的同步进行,提高设计效率的同时,降低液压缸有限元校核的技术难度。本研究最终的系统开发为独立的EXE程序形式,独立于Solid Works和ANSYS,跨进程调用Solid Works API,在运行时稳定可靠。本文研究开发的液压缸计算机辅助设计系统,充分将机械设计软件在计算机系统中集成,能够最大效率的实现人机交互操作,完成液压缸的设计,具有一定的实用意义,并为机械制造其他领域提供了设计生产新路径。

关键词：液压缸;计算机辅助设计;参数化设计;二次开发;有限元分析

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 计算机辅助设计技术的国内外研究现状

1.2.1 国外研究概况

1.2.2 国内研究概况

1.3 课题主要研究内容

2 设计软件二次开发基础

2.1 SolidWorks二次开发技术

2.1.1 SolidWorks二次开发基本原理

2.1.2 本系统关键SolidWorks API函数

2.1.3 SolidWorks宏工具

2.2 系统开发工具使用

2.2.1 开发环境选择

2.2.2 开发语言选择

2.2.3 数据库

2.3 参数化设计

2.4 ANSYS二次开发技术

2.5 本章小结

3 液压缸CAD系统总体架构

3.1 系统总体功能

3.2 用户登陆模块

3.3 主窗体

3.4 程序打包

3.5 本章小结

4 液压缸CAD系统设计模块功能实现

4.1 液压缸零件参数化设计

4.1.1 液压缸零件模型库

4.1.2 液压缸零件数据库

4.1.3 标准零件参数化建模

4.1.4 非标准零件参数化建模

4.2 市场快速响应模块

4.3 液压缸的装配

4.4 液压缸工程图参数化

4.4.1 参数化工程图概述

4.4.2 参数化工程图实现

4.5 本章小结

5 液压缸CAD系统分析模块功能实现

5.1 有限元自动建模与分析

5.2 创建设计与分析界面

5.3 有限元接触分析

5.4 编写有限元分析程序

5.4.1 分析对象

5.4.2 单元类型和材料选择

5.4.3 参数化前处理过程

5.4.4 求解及后处理过程

5.5 参数的改写与传递

5.6 C#.NET对 ANSYS调用

5.7 分析结果显示

5.8 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

附录1:登录代码

附录2:获取SLDWORKS进程

附录3:参数化尺寸驱动建模

附录4:参数化生成工程图

附录5:有限元自动建模与分析

附录6:清空文件夹结果文件

致谢