液压约束活塞发动机曲轴参数化设计及平衡块形状优化

摘要

液压约束活塞发动机（Hydraulic Confined Piston Engine，简称HCPE）曲轴参数化设计和平衡块造型优化对实现HCPE集成设计和智能设计，提高曲轴设计制造精度，减小曲轴工艺成本具有重要意义。
　　 基于SolidWorks的二次开发技术，在Visual Basic6.0操作环境下通过编写VB语言程序与调用SolidWorks API函数相结合的方式，完成了HCPE曲轴整体结构的参数化设计。建立了HCPE曲轴参数化设计平台，通过简捷的操作界面输入相应参数值，即可以得到理想的整体造型。
　　 建立了HCPE曲轴平衡块形状优化平台，在保证HCPE平衡块质量矩为定值的前提下，得到体积最小、形状合理的HCPE平衡块造型。在参数化设计技术中创新地引入样条曲线概念，利用SolidWorks软件中样条曲线功能绘制HCPE平衡块草图轮廓，通过建立平衡块数学模型来控制样条曲线上控制点的移动范围。以平衡块质量矩不变、体积最小为依据，建立控制点移动规则。将HCPE平衡块数学模型与控制点移动规则嵌入到VB程序当中，在程序控制点不断移动的过程中，得到符合设计要求的HCPE平衡块造型。利用该平台对平衡块形状优化结果表明，HCPE平衡块参数化设计优化工具能够对平衡块造型及质量属性进行精确的控制，其极大值设计优化结果与成熟的HCPE平衡块造型极其相似，极小值设计优化结果则能够得到体积更小（在原始设计的基础上减少了6.5％）的最终优化结果。
　　 研究成果丰富了发动机参数化设计技术，改变了曲轴平衡块的设计模式，为以后HCPE曲轴CAD/CAE集成设计制造奠定了基础。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 发展现状

1．2．1 HCPE研究现状

1．2．2 国内发动机参数化设计研究现状

1．2．3 国外发动机参数化设计研究现状

1．3 主要研究内容

第二章 SolidWorks二次开发技术

2．1 SolidWorks二次开发原理

2．2 SolidWorks对象模型的属性及方法

2．3 SolidWorks的二次开发工具

2．4 VB在SolidWorks二次开发中参数化的实现方法

2．5 本章小结

第三章 B样条曲线

3．1 B样条曲线生成的原理

3．2 B样条曲线种类及主要性质

3．3 SolidWorks中样条曲线的生成方法

3．4 本章小结

第四章 HCPE曲轴参数化设计

4．1 实现方法

4．2 HCPE曲轴结构组成与表述

4．3 HCPE曲轴参数化设计工具

4．4 本章小结

第五章 HCPE平衡块形状优化

5．1 HCPE平衡块参数化表述

5．2 HCPE平衡块数学模型及优化过程实现

5．2．1 HCPE平衡块数学模型

5．2．2 HCPE平衡块优化过程实现

5．3 HCPE平衡块参数化设计优化工具

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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