基于UG的快速铸造CAD/CAE集成系统的研究与开发

摘要

随着计算机技术在铸造行业中应用的不断深入，将铸造工艺CAD设计、铸造过程CAE模拟与专业的CAD平台进行无缝集成，对避免设计过程中的模型转换以及加快铸造工艺设计速度具有重要意义。本文基于UG NX平台对快速铸造CAD/CAE集成系统进行了研究与开发。
　　首先，本文对铸造 CAD/CAE集成系统的三种集成方式进行了分析对比，并构建了集铸造工艺CAD设计、铸造过程CAE模拟分析为一体的铸造CAD/CAE集成系统框架。
　　其次，针对铸造CAD/CAE集成系统中CAD与CAE之间的数据模型衔接问题，根据切片法剖分原理，在UG NX平台中实现了基于UG Part模型以及基于STL文件模型的六面体差分网格剖分，使得CAD模型数据信息能顺利向CAE模型转换；在此基础上，实现了在UG NX平台对六面体差分网格剖分结果的可视化显示，可以对剖分结果的优劣进行直观判断；同时，实现了铸造CAE结果在UG NX平台的显示，为铸件工艺CAD优化设计提供依据。
　　针对某企业无模快速制造项目中的砂芯工艺要求，开发了铸造工艺CAD砂芯提取功能，分别介绍了通过面抽取法、颜色面抽取法和快速求差法提取砂芯功能的原理以及实现过程，为砂芯的快速制造提供了CAD模型，提高了铸造工艺中砂芯获取的效率。
　　最后，用涡轮发电机端盖进行实例分析，验证了铸造 CAD/CAE集成系统的中所开发功能的可用性；同时对该铸件的砂芯进行了提取，验证了铸造工艺CAD砂芯提取功能的可用性。

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1 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 铸造CAD/CAE技术研究现状

1.3 本文的主要工作

2 铸造CAD/CAE集成系统的开发基础及框架

2.1 引言

2.2 铸造CAD/CAE集成技术

2.3 系统开发环境及开发工具

2.4 铸造CAD/CAE集成系统框架

2. 5 本章小结

3 基于UG平台的差分网格剖分与显示技术

3.1 引言

3.2 铸造CAD/CAE集成系统的差分网格剖分

3.3 基于UG的六面体差分网格可视化

3.4 基于UG平台的CAE结果的可视化

3.5 本章小结

4 面向无模快速制造的砂芯CAD设计

4.1 引言

4.2 无模快速铸造中的砂芯CAD

4.3 基于UG的砂芯提取功能开发

4.4 本章小结

5 实例应用

5.1 系统总体介绍

5.2 实例应用

5.3 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文