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關注創建者:梁永君 創建時間:2015-07-24

產品試制的實例教程
導讀:近日,關于公司燃氣輪機研發現狀,航發動力周二在上證e互動介紹,公司用于艦船的燃氣輪機屬于成熟產品;用于工業用途的燃氣輪機目前在產品試制階段,待產品定型后投入市場。航發動力主營航空發動機及衍生產品、外貿出口轉包業務、非航空產品及其他業務。
珠海航展上的航改燃氣輪機
近年來,“昆侖”和“太行”航空發動機的相繼研制成功,實現了我國航空發動機研制歷史的重大突破和跨代超越,走出了我國自主設計研制航空發動機的道路。依托航空發動機技術的研發體系,中國航發沈陽發動機研究所在航空發動機基礎上改型燃氣輪機,研制成功功率范圍涵蓋1-110兆瓦十多個型號的微、輕、重型燃氣輪機,形成航改燃氣輪機系列化發展譜系。近年來國家實施“兩級”重大專項工程,提升“航空發動機及燃氣輪機”為國家戰略性新興產業,中國自主研發和制造生產的燃氣輪機,是軍民深度融合發展的典型裝備。
而燃氣輪機由于工作原理和航空發動機基本相同,核心技術也與之有相似之處,從原則上講,如果能發展一臺采用高循環參數、高新技術裝備的高性能核心機(或燃氣發生器),則可發展一系列的發動機,包括渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機以及地面和艦船用的動力。即用不同的方法來利用燃氣發生器輸出的高溫高壓燃氣,就可得到不同的發動機。如果將這股燃氣驅動一個帶動負載設備(例如發電機、水泵、油泵)或船用螺旋槳的渦輪,那么原用于上天的航空發動機就可變為地面或艦船的動力了,這就是航空發動機在非航空領域中的應用。在燃氣發生器后用來驅動地面裝置的渦輪稱為動力渦輪,燃氣發生器加上動力渦輪稱為地面或艦船用燃氣輪機。
展開 【目錄】
前言
第1章 緒論
1.1 新產品的定型過程
1.2 市場竟爭的需求
1.3 傳統模式新產品的試制過程
1.4 現代模式的新產品試制過程
第2章 虛擬樣整機結構特性仿真
2.1 整機結構特性仿真的特點
2.2 數值解析的建模與解析過程
2.3 整機特性仿真系統
第3章 一維彈性問題的邊界元建模
3.1 梁的拉壓問題
3.2 梁的扭轉問題
3.3 梁彎曲靜態彎曲
3.4 含內部邊界的梁
3.5 彈性基梁
3.6 一維彈性問題的復合邊元件模型
3.7 變截面梁
第4章 二維問題的邊界元法
4.1 二維拉普拉斯問題
4.2 非圓截面梁的扭轉
4.3 平面應力和平面應就業
4.4 平板的平面穩態振動
4.5 平板彎曲的靜彈性問題
4.6 平板彎曲穩態振動
第5章 三維問題的邊界元法
5.1 三維拉普斯方程式
5.2 三維彈性問題
5.3 三維穩態振動
第6章 邊界元法計算機解析程序
6.1 概述
6.2 梁靜態拉壓邊界元程序BEM1
6.3 梁縱向振動邊界元程序BEM2
6.4 梁靜態拉壓邊界元程序BEM3
6.5 梁靜態拉壓邊界元程序BEM4
6.6 梁靜態拉壓邊界元程序BEM5
6.7 梁靜態拉壓邊界元程序BEM6
6.8 梁靜態拉壓邊界元程序BEM7
6.9 非圓截面梁的扭轉及截面極慣性短邊界元程序BEM8
6.10 平板平面應力及平面應變邊界元程序 BEM9
6.11 平板彎曲穩態振動邊界元程序BEM10
6.12 程序文本
第7章 慮擬樣機整機特性邊界元建模方法
7.1 分析建模方法
7.2 柔性結合部
7.3 元件的邊界模型
7.4 元件的綱性結合方法
7.5 元件的柔性結合方法
7.6 具有多分支元件的結合方法
7.7 關節的結合方法
7.8 整機特性的邊界建模方法
第8章 機器人及數控機床的應用
8.1 機器人的應用
8.2 并聯機構中的應用
8.3 數控機床的結構特點
展開 當工程師完成設計后,最擔心的可能就是在產品試制裝配時,出現干涉問題,其實使用SOLIDWORKS干涉檢查功能在設計階段就能排除干涉問題。
SOLIDWORKS干涉檢查識別零部件之間的干涉,并幫助檢查和評估這些干涉。干涉檢查對復雜的裝配體非常有用,在這些裝配體中,通過視覺檢查零部件之間是否有干涉非常困難。
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當工程師完成設計后,最擔心的可能就是在產品試制裝配時,出現干涉問題,其實使用SOLIDWORKS干涉檢查功能在設計階段就能排除干涉問題。
SOLIDWORKS干涉檢查識別零部件之間的干涉,并幫助檢查和評估這些干涉。干涉檢查對復雜的裝配體非常有用,在這些裝配體中,通過視覺檢查零部件之間是否有干涉非常困難。
干涉檢查,支持如下功能:
確定零部件之間的干涉。
將干涉的真實體積顯示為上色體積。
更改干涉和非干涉零部件的顯示設定,以更好地查看干涉。
選擇忽略要排除的干涉,如壓入配合以及螺紋扣件干涉等。
隔離干涉,以便在圖形區域中查看。
選擇多實體零件內實體之間的干涉。
選擇將子裝配體作為單一零部件處理,因此不會報告子裝配體零部件之間的干涉。
區分重合干涉和標準干涉。
其他關于“設計階段排除干涉問題”的詳細分析過程詳見如下視頻。
設計階段排除干涉問題
展開 論壇結束之后,上汽大眾產品研發試制中心、車身研發、質保實驗室,以及同濟大學嚴彪教授團隊、國家增材制造產品質量監督檢驗中心、湖南華曙高科技有限責任公司、安世亞太科技股份有限公司七家單位代表共同參加了“上汽大眾3D打印創新聯盟”啟動儀式。
上汽大眾3D打印創新聯盟的宗旨是立足汽車研發,打通3D打印上下游技術鏈,形成“數據-制造-研究-檢測-普及”五位一體的創新閉環,集中行業優勢力量解決3D打印在汽車研發中的技術難題,為3D打印在汽車批量制造中的應用探索技術路線。
拓撲大賽,激發3D打印應用潛力
上汽大眾自2003年引入3D打印技術以來,不斷實踐和探索3D打印技術,成為國內汽車行業中應用3D打印技術最廣泛最成熟的主機廠之一。本次大賽旨在從源頭上發掘3D打印技術的潛力,讓更多的研發工程師建立起“增材制造思維”,加速3D打印技術在汽車領域的應用。
在“拓撲優化設計大PK”環節,組委會以“某重載鉸鏈支架結構優化設計”作為賽題,向上汽大眾內部員工、合作伙伴、滬內高校等單位發出比賽邀請。賽題要求參賽選手在不超過原始結構重量的基礎上設計出強度盡可能高且滿足約束條件的結構。
比賽邀請發出之后,一共收到13支隊伍共計35位參賽選手報名,參賽隊伍所在單位包括上汽大眾產品研發試制中心、車身研發、驅動系統研發、制造部、質保以及同濟大學、安世亞太科技股份有限公司等。
大賽組委會對設計作品進行了打印、稱重、加載并按照計分規則統計出各隊的得分。最終,安世亞太“DfAM戰隊”獲得了一等獎,上汽大眾車身研發“‘飾’不可擋”代表隊獲得了二等獎,上汽大眾質保“智繪過人”代表隊獲得了三等獎,上汽大眾試制中心“輕如鴻毛”和“永遠的H2”代表隊獲得了優勝獎。
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產品試制的最新內容
在橡膠制品的設計與開發過程中,能否在產品試制前準確預測其疲勞壽命,是衡量研發水平的重要標志。Endurica作為一款在全球范圍內經過廣泛驗證的橡膠疲勞壽命仿真工具,已成為多家頭部輪胎與橡膠企業研發體系中的關鍵組成部分。
引入Endurica不僅是為團隊增添一款軟件,更是構建一項可持續的工程能力。
用一般的二維、三維CAD輔助設計無法確定防塵罩的運動規律和形狀,因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉;長期以來都是通過試制樣品后做臺架試驗或路試來驗證設計,產品試制開發周期長,成本高。</p><h3><strong>本文應用ABAQUS軟件 ,對某球頭銷總成防塵罩進行仿真分析,探索防塵罩設計的CAE分析方法。
圖1 0 保險絲盒不帶安裝支架
3 儀表板橫梁剛度分析
儀表板橫梁為儀表板、空調、中控屏、安全氣囊、轉向管柱和各類電器件等提供支撐,其設計至關重要,否則在產品試制過程中會頻繁出現橫梁設計不合理導致的異響問題,需要拆卸整個儀表板總成進行分析,工作量巨大,因此在設計凍結前,儀表板橫梁的剛度及強度需滿足設計要求。
圖源:云道智造電子散熱仿真軟件Simetherm可對電子元器件、設備等進行熱仿真分析
03
熱設計與仿真的重要性
如果在設計階段沒有認真地進行熱設計并采取相應的措施,可能會在產品試制階段甚至要投入量產時發現熱引起的問題。
因此,對于新產品的試制或是一些形狀復雜、質量和精度要求較高的產品,即使是具有豐富經驗的工藝和模具設計人員,也很難保證一次成功地設計出合格的模具。所以,在模具基本設計完成之后,可以通過注塑成型分析,發現設計中存在的缺陷,從而保證模具設計的合理性,提高模具的一次試模成功率,降低企業生產成本。
一、工業領域
1
復雜結構產品輕量化設計
基于增材工藝的航天關鍵零部件整體輕量化設計
裝備制造商:上海探真激光技術有限公司、西安鉑力特增材技術股份有限公司
服務提供商:上海航天精密機械研究所
應用單位:中國航天科技集團有限公司
2
產品原型快速試制
但是這些破壞性試驗,必須在產品試制成功后進行,耗費的時間和物力財力巨大。另外,我們在產品的實際跌落測試中,只能獲得有限數據信息,無法獲得空間和時間的連續結果,很難檢測到產品內部的沖擊特性,很難觀測到整個物理樣機試驗變化過程。
圖1
數字化樣機的仿真技術為跌落、碰撞研究提供了更為有效的方法,在產品的設計階段即可實施。
四局所屬中央設計室幫助各廠試制新產品。
尤其在新產品試制時容易出現這種現象,根本原因在于電線余量設定不合適。批量生產的線束很少出現電線余量的問題在于工藝已經固化,電線余量已經過修正。
汽車線束的余量主要由兩部分構成,一是線束分支電線余量,電線束尺寸應符合QC / T 29106 的規定;二是插接器的電線余量。所謂電線余量是指賦予電線一定長度的富余量。線束的分支不能太緊,要保證一定的松弛度,主要是為了避免與其連接的器件產生預應力。
鐵嶺會議提出 “六五” 規劃后的3年先集中力量抓蒸汽管網和降低閥門流體阻力兩方面工作,要求生產疏水閥等節能閥門的企業,按計劃抓緊完成新產品的試制鑒定和老產品更新改造工作,補齊系列規格進行批量生產;要求各廠大力發展低流阻系列新產品,如直流式截止閥、截止止回閥、蝶式止回閥、緩閉蝶閥等。部局對節能閥門十分重視,把部分疏水閥及低流阻閥門都列為全國節能新產品定期公布推廣,并相應淘汰耗能高的老產品。