基于Pro/E&M的轿底结构优化及参数化设计研究

摘要

参数化优化设计(Parametric and Optimum Design)是在参数化变换尺寸范围内选择一组最优数据来进行尺寸驱动(Dimension-Driven)，是CAD技术在实际应用中提出的课题。利用参数化优化设计手段开发实用产品设计系统，使模型在满足设计要求的条件下，按照优化目标计算出设计变量最优值，并以此值驱动模型再生，从而大大提高设计效率，降低设计成本，并减少信息的存储量。 本课题是以天津OTIS电梯工厂GeN2型垂直升降梯轿底作为研究对象，结合产品现有的BOM生产体系，系统地运用了Pro/Mechanica、Pro/Engineer及其二次开发工具Pro/Program、Pro/Toolkit、Family Table等功能。通过引入基于特征的参数化造型思想，详细地分析了轿底参数化模板和联接紧固件库的创建过程，并且将零件基本信息和材料属性集成到模型数据库中。同时利用Pro/Mechanica对轿底支撑梁结构中部分关键尺寸做相应的灵敏度和优化分析。在此基础上，利用Pro/Tbolkit二次开发与VC++编译环境实现了Pro/Engineer与MFC之间的通信。通过建立参数化设计系统(该系统由参数化设计、零件材料属性和数据库三部分组成)，将优化后尺寸(依所优化尺寸与入口参数关系进行换算)作为入口参数，从而驱动整个轿底结构尺寸实现轿底的参数化优化设计。整个开发设计均采用Pro/Engineer菜单外挂的无模式对话框链接，用户可以按设定参数完成模型的自动生成，并将生成记录存入Access数据库，方便生成记录的管理与开发。 对于电梯这种系列化、通用化和标准化程度较高的产品，通过建立基于标准模板的参数化设计系统，并对设计参数进行优化，用户可以更直观的实现自己的设计理念，减少重复性劳动，提高设计效率和产品可靠性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外发展现状

1.2.1优化设计发展状态

1.2.2参数化设计发展状态

1.3课题来源及研究内容

1.3.1课题来源

1.3.2研究内容

第2章参数化模板的建立

2.1定制Pro/Engineer三维建模模板

2.2联接紧固件库的建立

2.2.1族表技术的基本原理与创建步骤

2.2.2创建过程实例分析

2.3联接紧固件库的引用

2.3.1菜单文件的创建

2.3.2联接紧固件库的调用与集成

2.4变化零部件模板建立

2.4.1关系和参数(Relations and Parameters)

2.4.2程序(Pro/Program)

2.5本章小结

第3章支撑梁结构优化

3.1 Pro/Mechanica简介

3.2承载轿底有限元分析

3.2.1模型简化及网格划分

3.2.2单位、材料、约束和载荷的定义

3.2.3检验分析结果

3.3支撑梁结构优化

3.3.1优化分析流程简介

3.3.2设计变量的选择(Design Variability)

3.3.3灵敏度分析(Sensitivity Analysis)

3.3.4结构优化分析(Structure Optimization Analysis)

3.4本章小结

第4章参数化系统开发关键技术

4.1 Pro/Toolkit二次开发技术

4.1.1 Pro/Toolkit简介

4.1.2 Pro/Toolkit数据结构

4.1.3 Pro/Toolkit开发步骤

4.1.4 Pro/Toolkit工作模式选择

4.2参数化系统与Pro/E平台通信方案

4.2.1 DLL工作原理

4.2.2参数化系统程序基本框架

4.3本章小结

第5章参数化设计系统开发

5.1总体方案

5.2交互界面设计

5.2.1菜单项目的加载

5.2.2对话框界面设计

5.3数据库技术

5.3.1建立数据库

5.3.2数据库访问

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

附 录

参考文献

致 谢