【正文】 用汽車專業(yè)知識(shí)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（ UG上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 47 軟件），完成轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì)。 第四，在完成建模后，通過了解各零件的裝配關(guān)系，使用 UG裝配模塊對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖進(jìn)行了總裝配，并完成了裝配排列。試驗(yàn)篇 [M] . 北京：人民交通出版社， . ［ 8］ 熊光楞 . 產(chǎn)品制造中的建模和仿真 [OL].先進(jìn)制造技術(shù)信息網(wǎng)站： . ［ 9］ 趙波，龔勉，屠建中 . UG CAD 實(shí)用教材 (NX2 版 )[M] . 北京：清華大學(xué)出版社，2021. ［ 10］ 嚴(yán)翼飛， [美 ]Unigraphics Solutions 板金設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程 [M] . 北京：清華大學(xué)出版社， 2021. ［ 11］ 龔勉，唐海翔，趙波，陳向軍 . UG CAD 應(yīng)用案例集（ NX 版） [M] . 北京：清華大學(xué)出版社， 2021. ［ 12］ 張洪欣 . 汽車設(shè)計(jì) [M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1996. ［ 13］ 裘建新，常鍵 . 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TECHNOLOGY最后也感謝學(xué)校能夠提供這么好的硬件設(shè)施為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供很大的資源。對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，她讓我學(xué)到了一些設(shè)計(jì)的思路，是一個(gè)設(shè)計(jì)方面的啟蒙老師。 在本文里 , 我們提出一個(gè)新 CAE 概念 ,—— 一階分析 (FOA)，它可以克服這些問題和迅速獲得優(yōu) 化設(shè)計(jì)。有關(guān) FOA 和 CAE 之間互相作用的試驗(yàn)研究也在進(jìn)行中。 因此，這迫使我們面對(duì)不得不委托 CAE 作為 分析專家的處境。 （ 3）利用金屬板的基本知識(shí) 來提供結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能，并以此在增強(qiáng)大結(jié)構(gòu)的部分安置上提供新結(jié)構(gòu)和 建議的注意事項(xiàng)。 如果從有限元素濾網(wǎng)數(shù)據(jù)中很容易地為老模型修建 FOA模型，那么，設(shè)計(jì)工程師就可以通過了解各結(jié)構(gòu)組成部分力與力矩的傳遞，機(jī)構(gòu)機(jī)制的產(chǎn)生，輸出的函數(shù)值等等和通過以結(jié)構(gòu)變化考慮各種因素的途徑來獲得工具。 FOA 的使用不但可以很容易地獲得近似力和力矩的描述，而且可以獲得典型特征值和生成的函數(shù)值。可以這么認(rèn)為，為擴(kuò)展 FOA 到各種各樣的工程，商業(yè)化可利用的細(xì)致的 CAE可以成為一個(gè)有效的分析引擎，因?yàn)樗峁┰S多分析函數(shù)和基本知識(shí)。 在本文里 , 我們首先描述構(gòu)成 FOA 和使用 Microsoft Excel 作為它們接口的分析工具。 最后，我們將論證通過從 FOA自動(dòng)化產(chǎn)生的 ANSYS APDL命令，在保證FOA的簡(jiǎn)單操作度，我們能夠獲得 CAE的分析函數(shù)。剛度矩陣可以通過使用 Guyan Reduction 技術(shù)來減少有限元模型的自由度來獲得，這樣原始 的節(jié)點(diǎn)部分就可以通過殼單元來詳細(xì)的表示了。 最大化地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的關(guān)鍵理論是平面結(jié)構(gòu)方法和協(xié)調(diào)平均值最小化。 協(xié)調(diào)平均值是由公式（ 1)所確定的，相當(dāng)于應(yīng)變能 (uTKu)。公式（ 2）是基于最小化和最大化區(qū)間的目標(biāo)函數(shù)通過而獲得的。通過約束整個(gè)梁結(jié)構(gòu)，把協(xié)調(diào)平均值減小至最小值，那么剛度最大化就可以實(shí)現(xiàn)了。 然后，使用優(yōu)化技術(shù)，通過移去不必要的梁?jiǎn)卧涂梢允垢鞣N各樣的設(shè)計(jì)（在這個(gè)情況下實(shí)心圓筒橫截面的直徑）不斷更新著。因此，基于可以抵抗畸變的假設(shè)的力的公式是可以準(zhǔn)確無誤地使用。 梁?jiǎn)卧裱胀ǖ木€性彈性梁這個(gè)普通的公式，但是為了描述節(jié)點(diǎn)的連接剛度，在同一末端的轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧上有可能提供三個(gè)自由度（通過剩余的三個(gè)自由度的平行分量保持嚴(yán)格的剛度），這對(duì)分析汽車結(jié)構(gòu)是十分必要的。 第三 , 我們提出一種可以為有限元模型處理濾網(wǎng)數(shù)據(jù)的函數(shù)，并且可以使用它制造用于 FOA 的一種典型形狀模型。 通過從 FOA自動(dòng)地產(chǎn)生 APDL命令，從 CAE輸出的模型的結(jié)構(gòu)，分析和結(jié)果都可以自動(dòng)化。另外，因?yàn)楫?dāng)設(shè)計(jì)工程師在觀測(cè)力的狀態(tài)和生成的函數(shù)值時(shí)， FOA可以使設(shè)計(jì)工程師很容易地做形狀上和厚度上的改變，所以在完成在專業(yè)的 CAE 之前， FOA 在初步設(shè)計(jì)研究中特別有效。此函數(shù)可以從一個(gè)有限元模型的濾網(wǎng)數(shù)據(jù)中創(chuàng)造一個(gè)典型結(jié)構(gòu)形狀。 由于 CAD/CAE 工具的發(fā)展和滲透 , 每個(gè)制造商為有限元模型積累了上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 53 很多過濾過的數(shù)據(jù)。 (圖 1) FOA的基本理論的可以按以下描述：（ 1）使用電子表格作為它的前端，提供圖表用戶界面，這樣就能使車身設(shè)計(jì)工程師未經(jīng)專題培訓(xùn)便能容易地操作它了。當(dāng)前 , 雖然 CAE 已經(jīng)推進(jìn)到了這樣的程度 , 但對(duì)于車身設(shè)計(jì)工程師來說車身設(shè)計(jì)也是有困難的 , 因?yàn)樗麄儽仨毺幚碓S多其它任務(wù) , 應(yīng)付它們作為他們每日工作的一部分。此外，一些軟件樣品的提出是用來確認(rèn) FOA方法。但是 , 大多數(shù)汽車設(shè)計(jì)師無法直接地運(yùn)用 CAE ，因?yàn)閷ｉT的訓(xùn)練有素的工程師要求達(dá)到老練操作的程度。 在這四個(gè)月的時(shí)間里，她不僅指導(dǎo)和幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且還讓我在這個(gè)過程中學(xué)到了許多本來不知道的知識(shí)，她認(rèn)真、耐心的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 在此我要真誠(chéng)的感謝我的指導(dǎo)老師 趙波老師 ，她能夠 想方設(shè)法為我 在設(shè)計(jì)過程中提供建議和幫助， 使我 的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠比較順利的進(jìn)行下去。通過運(yùn)動(dòng)仿真分析，整個(gè)零件在工作情況下，沒有產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，符合工況要求。 其次，為了達(dá)到工況要求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖的三個(gè)回位彈簧的主要參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算， 并通過驗(yàn)算得出三個(gè)彈簧滿足工況需要。 運(yùn)動(dòng)模擬仿真 總結(jié) 本章通過 建立運(yùn)動(dòng)分析方案完成了運(yùn)動(dòng)仿真分析， 可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較形象的描述 ， 這樣就更能夠設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和其工作的工作過程。 2) 在 Scenario 導(dǎo)航器中，在 Scenario_3 上單擊鼠標(biāo)右鍵 ,在導(dǎo)出下拉菜單中選擇所要導(dǎo)出的文件類型，即 MPEG，出現(xiàn) MPEG 對(duì)話框，如圖 所示。 在預(yù)覽動(dòng)畫對(duì)話框中單擊播放就可以預(yù)覽動(dòng)畫，以查看照相機(jī)路徑設(shè)置是否正確。 創(chuàng)建 scenario_1 照相機(jī)的視點(diǎn) 或路徑 1) 選擇視圖下拉 菜單 下 的 可視化 選項(xiàng) 中 的 創(chuàng)建動(dòng)畫 按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的 高質(zhì)量圖像動(dòng)畫 對(duì)話框。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 43 3）然后再點(diǎn)擊單步向前按鈕 ，這樣就可以模擬 Scenario_3 的運(yùn)動(dòng)分析，其運(yùn)動(dòng)的參數(shù)變化見圖 所示。 scenario_3 方案的 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的建立過程 1） 在 Scenario 導(dǎo)航器中，在 Scenario_3 上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 運(yùn)動(dòng)分析 下的 球鉸 ，彈出 球鉸 對(duì)話框， 如圖 所示。 圖 定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 圖 Scenario_效果圖 其他排列的運(yùn)動(dòng)分析 方案 按同樣的方法 建立 各個(gè)裝配排列的運(yùn)動(dòng)分析，其具體設(shè)置 可以查看 見表 。 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 在 Scenario 導(dǎo)航器中，在 Scenario_3 上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇新 運(yùn)動(dòng)副下的旋轉(zhuǎn)副，彈出運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框，根據(jù)提示選擇第一連桿為卡板，編輯上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 41 第一連桿的圓點(diǎn)為圓心和運(yùn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針，選擇旋轉(zhuǎn)副默認(rèn)的名字為J001。單擊繪圖窗口右側(cè) 按鈕，可以彈出 Scenario 導(dǎo)航器。每一個(gè)運(yùn)動(dòng)副可以包含以下 5 種可能的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)中的一種： ? 無運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（機(jī)構(gòu)只受重力作用） ? 運(yùn)動(dòng)函數(shù)（用數(shù)學(xué)函數(shù)定義運(yùn)動(dòng)方式） ? 恒定驅(qū)動(dòng)（恒定的速度和加速度） ? 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、頻率和相位角） ? 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（ 運(yùn)動(dòng)副每步的 步長(zhǎng) 和運(yùn)動(dòng)總步數(shù)） 創(chuàng)建好機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析方案，便可以利用基于時(shí)間的運(yùn)動(dòng)仿真或是基上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 40 于位移的關(guān)節(jié)仿真，使機(jī)構(gòu)按照指定的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。 設(shè)計(jì)思路 UG 運(yùn)動(dòng)分析模塊，用于建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模型，從而進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，具體為，可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。 UG 運(yùn)動(dòng)分析模塊提供強(qiáng)大的靜態(tài)，運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力分析計(jì)算和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)仿真功能。 組件屬性對(duì)話框 組件重定位對(duì)話框 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 38 Position4 裝配排列圖 裝配總結(jié) 在裝配過程中， 最主要先要了解零件間的相互關(guān)系及位置，確定它們間的約束條件，然后通過定位對(duì)零件做出合理的裝配。 裝配排列對(duì)話框 二、在裝配導(dǎo)航器中選擇 Plate，按右鍵→屬性，從彈出的組件屬性對(duì)話框中選擇參數(shù)，在排列單選框中點(diǎn)擊單獨(dú)地定位 ，如圖 所示 。 圖 五 、用配對(duì)方法裝配部件（輔助手柄） 用上述方法，建立平面 1 和平面 2 的配對(duì)約束以及孔 1 和孔 2 的對(duì)齊平面 1 孔 1 平面 2 孔 2 平面 1 平面 2 孔 1 孔 2 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 36 約束，如圖 所示 。首先點(diǎn)擊配對(duì)類型欄中的配對(duì)約束 ，選擇平面 1和平面 2作為配對(duì)平面，如圖 所示。 c) 單擊確定按鈕，彈出點(diǎn)構(gòu)造器菜單。并選擇應(yīng)用→裝配，進(jìn)入裝配模塊。自底向上裝配中，組件的定位方法有兩種，即絕對(duì)坐標(biāo)定位方法和配對(duì)定位方法。 UG 軟件主要采用虛擬裝配的模式進(jìn)行裝配，裝配件中的零件與原零件之間是指針引用鏈接關(guān)系，對(duì)原零件的修改會(huì)自動(dòng)反映到裝配件中，裝配文件中只保留著零件間的裝配關(guān)系和讀取零件的指針，不僅 保證 了 裝配模型和零件設(shè)計(jì)完全雙向相關(guān) ，更能節(jié)約計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)資源，提高了裝配速度。 圖 U形鍵槽對(duì)話框 圖 卡板鉤模型 四、 卡板定位孔的建立 卡板定位孔的建立和卡板主模型以及卡板鉤的設(shè)計(jì)方法相同，最后通過 按鈕 生成的圖像如圖 所示。選擇方向距離 Z 軸方向作為拉伸方向， 在 拉伸距離 對(duì)話框輸入 17mm，并單擊 OK， 完成實(shí)體拉伸。 偏置距離 基準(zhǔn)平面 C b) 繪制如圖 所示的草圖。 選擇 按鈕，出現(xiàn)拉伸實(shí)體對(duì)話框。 二、 建立卡板的主體模型 a) 選擇 插入→草圖，出現(xiàn)如圖 所示的選取基準(zhǔn)平面對(duì)話框。 卡板的設(shè)計(jì)建模 一、 建立新文件并進(jìn)入建模應(yīng)用。 六、建立管道 a ）選擇 插入→掃描→管道，或者單擊 ，出現(xiàn)如圖 所示的軟管對(duì)話框。 彈簧上端鉤子草圖 五、建立橋接線 a ） 選擇 插入→曲線中的一條曲線→橋接，或者單擊 ，出現(xiàn)橋基準(zhǔn)平面 B 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 皇冠 Pour Cam 32 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋鎖設(shè)計(jì) 27 接曲線對(duì)話框。 四、 建立拉簧上端鉤子的草圖 a ） 選擇 圖標(biāo)，并在圖形窗口中選擇上面所建的 XCZC 的基準(zhǔn)面和 ZC 軸的基準(zhǔn)軸，在跟隨的小窗口中輸入 度，生成所要確定的基準(zhǔn)平面 B， 最后單擊 按鈕，就會(huì)生成如圖 的圖形 。 圖 基準(zhǔn)平面 A d ） 選擇 插入→草圖 ，或者單擊 ，進(jìn)入草圖 構(gòu)建環(huán)境 。選取 ZC 為基準(zhǔn)軸，如 所示。 b) 選 擇 應(yīng)用 → 建模 ，進(jìn)入建模環(huán)境 。 本章主要對(duì)本課題的主要典型零件進(jìn)行詳細(xì)的建模過程的說明，其中包括對(duì)鎖