文档介绍：1 引言
课题研究的背景及意义
塑料件在各行业及日常生活中广泛使用,塑料件设计制造的社会需求也日益增长,而且要求越来越高。通过对塑料挂钩设计、分析,培养学生检索资料,综合应用所学知识,提高解决工程实际问题的能力,并应用技术工具以及分析软件进行编制设计说明书的能力训练。
在当今市场客户对产品要求越来越高,竞争日益激烈的情况下,如何研发出更好的产品尤其是优化设计产品中的关键零部件,显得极为重要。任何产品的设计都是一个渐进的过程。产品的设计过程一般先经过功能需求分析,然后根据需求分析结果提出概念模型。这样的概念模型往往有几种,即多种设计方案。因此,接下来需要对现有的几种设计方案进行综合评估,选择最优的设计方案。公司总是希望能以最少的投资获得最好的性能。例如Britvic公司的主管PaulMoody指出:“Robinsons在过去的两年内为了减少其对环境的影响做了不少努力。重点是如何进一步减轻包装质量,以及减少能源和水的使用量。”顶级软饮料公司Britvic宣布正减少英国广受欢迎的果汁饮料Robinsons的包装瓶质量。该新型1公升容量的包装瓶质量减轻2g,估计每年将节省330吨塑料材料,相当于至少9百万个空包装瓶,生产该瓶的的Robinsons工厂可节省5%的能源。在过去两年Britvic公司已投资500多万英镑用来减轻Robinsons品牌的外包装质量,迄今为止节省了约1600吨的塑料材料。该新型1公升塑料瓶由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,“PET  欧元/千克, 一年生产1 亿个瓶, 每个瓶节省1g, 制造商每年就能节省2 万欧元”。本例说明了减轻饮料瓶重量既环保又省成本。有限元分析是机械结构设计工程师不可或缺的工具。Pro/E的软件分析模块Pro/MECHANICA 就是一种既好用又有效的有限元分析软件。Pro/MECHANICA能对Pro/E中建立的零件进行灵敏度分析和优化设计。通过对零件的优化设计,能使零件尺寸的选择更合理、更科学。能在满足零件强度要求的情况下,减轻零件的重量,更重要的是还能通过灵敏度分析得出重要的设计参数,提高优化设计的效率。因此,一个好的结构设计既能满足结构性能要求,又能节省材料、降低成本,这对机械结构设计师来说是一个挑战,能给制造公司带来巨大的利润空间。
世界和国产的各种优秀的CAD软件正以前所未有的速度迅速进入机械设计和制造行业的各个领域。由于目前CAD技术在我国机械设计工程界正处在一个快速导入期,各种CAD软件由于其自身的性能优势拥有不同的应用人群。在机械设计行业中,现在有很多企业把产品的设计、分析、制造、产品的数据管理和信息技术集于一体,这种先进的管理方式属于企业信息化的范畴。并且这种先进的管理设计方式也引发了设计领域的巨大的变化。第一次大的变化是八十年代CAD软件的推广,国内普遍使用的是AutoCAD软件。利用该软件使许多机械工程师逐渐地甩掉了图板。第二次大的变化是大量三维CAD软件的不断出现,如:Pro/Engineer、Solidworks、Alias、UG、I-DEAS等。
常用仿真软件简介
在当今产品开发过程中,通过协同作业来提高工程设计效率的做法非常普遍,同时当中的信息交流传递也越来越重要。在三维设计软件面世之前,工程图样包含了整个产品的所有数据信息,由于它起到的重要作用,其也被称为工程语言。随着产品升级更新的步伐不断加快,产品本身构造日益复杂,仅靠工程图样已无法表达设计者的全部意图。所以,在此仅介绍三维结构运动仿真软件,因为它们已经或即将代表着结构仿真软件的现在与将来。
(1) EDS-UG
UG软件是美国EDS公司推出的大型CAD/CAE/CAM软件,它的运动分析模块(UG Scenario)是一个模拟仿真分析的设计工具,它是ADAMS软件的一个子集。它既能进行运动学(Kinematic)分析,又能进行动力学(Dynamic)分析。典型步骤如下:首先将要分析的装配图存入一个Scenario文件,确定分析所需构件(LINKS),再建立构件之间的运动副(JOINTS),然后定义整个机构承受的载荷(FORCES),进行机构运动仿真,从中得出所分析的运动副处的位移、速度、加速度及力的数值及特性曲线,为下一步做有限元分析或作强度分析、结构设计、优化设计打下了基础。 UG主要适合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模。
(2) SOLID EDGE
Solid Edge是业内领先的机械设计软件,拥有能够创建和管理三维数字模型的优秀工具。Solid Edge出众的建模能力和优化的设计流程,可以满足特定行业的设计需要,并且对数据进行完全的综合设计管理,帮助用户制定正确的设计解决方案。利用Solid Edge的建模和装配设计工具,设计师能够