基于CATIAV5R17的空压机虚拟样机技术开发

1附件2：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申请表项目名称基于CATIAV5R17的空压机虚拟样机技术开发项目所属一级专业门制造大类项目所属二级专业类机械设计制造类项目类型（）个人项目（√）团队项目项目实施时间起始时间：2009年7月完成时间：2010年12月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人王基琛2008常州机电职业技术学院机械工程系计算机辅助设计专业15106113339徐光赏2008常州机电职业技术学院机械工程系计算机辅助设计专业15106113627成员李辉章2008常州机电职业技术学院机械工程系计算机辅助设计专业15851992409刘其2008常州机电职业技术学院机械工程系计算机辅助设计专业15261125626刘梦荧2008常州机电职业技术学院机械工程系计算机辅助设计专业15106113590导师姓名陈丽华年龄43单位常州机电职业技术学院行政职务/专业技术职务CAD/CAM教研室主任、副教授主要成果1994.～1995不等壁拉伸机的研制，主要负责液压系统的设计、制造、安装、调试1995-1996纸木两用装箱线的研制及木箱装箱线和油漆线的改造，主要负责液压、气动系统的设计、制造、安装、调试，1996.12-1997.7切R机研制负责液压系统的设计、制造1997.8-1998.3双头割管机研制，主要负责液压系统的设计、制造、安装、调试在江苏省教育科学“十五”规划课题“两年制高职教学模式的研究”中参与了《CAD/CAM应用》项目课程研究1．《集装箱专用焊机的设计》发表于《机械与电子》2006．3总第147期，第一作者，核心期刊2．《大功率步进电机的控制驱动电路》《机械与电子》2006.10总第167期，第一作者，核心期刊3．《全桥逆变刷镀电源的研制》《机电工程技术》2006．11期，第一作者，核心期刊4.《提高大功率可控硅等离子切割机暂载率的有效途径》，第二作者，EiCompendexWeb检索，5.《弧焊逆变电源本脉冲反馈控制》，第二作者，EiCompendexWeb检索2一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）本人爱好三维数字造型，已经学习了AutoCAD、UG、CATIA等应用软件，对虚拟样机技术更感兴趣，对CATIA的虚拟样机技术也有所了解。2000年，CATIA推出了最新的V5版本，这个版本一改以往基于Unix系统，而是基于NT系统，在功能上也有很多突破。核心，运用成熟的计算机图形技术，将产品各零部件的设计和分析集成在一起，建立机械系统的数字模型，从而为产品的设计、研究、优化提供基于计算机虚拟现实的研究平台。因此虚拟样机亦被称为数字化功能样机。虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品设计理念。一方面与传统的仿真分析相比，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。另一方面，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统（如：整机结构、液压系统、控制系统等）的设计都是独立的，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统在内的多体动力学虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。虚拟样机技术已被广泛应用在航空航天、汽车制造、工程机械、铁道、造船、军事装备、机械电子，以及娱乐设备等各个领域。通用机械方面，虚拟样机技术在机器人、纺织机械、工业机床、包装机械等生产机械领域有更广泛的应用。已经通过二课，提前学习了UG、CATIA等三维数字应用软件，具备一定的基本知识，在老师的指导下，愿意从事该项目的研究。3二、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）【训练目标】数字化样机是现代集成制造系统虚拟生产和敏捷制造的基础，是应用三维数字化产品定义、数字化产品预装配、产品数据管理的关键技术，将产品的几何功能、性能等数据全面集成，实现对产品的虚拟设计、分析制造、使用和维护，并最终实现完整的数字化虚拟产品。2000年，CATIA推出了最新的V5版本，这个版本一改以往基于Unix系统，而是基于NT系统，在功能上也有很多突破。应用三维数字化产品定义、数字化产品预装配、产品数据管理的关键技术，将产品的几何功能、性能等数据全面集成，实现对产品的虚拟设计、分析制造、使用和维护，并最终实现完整的数字化虚拟产品。该项目的训练目标是1.训练学生掌握CATIAV5R17版本的三维数字造型能力2.训练学生应用三维数字化进行产品定义、数字化产品预装配、产品数据管理3.训练学生将产品的几何功能、性能等数据全面集成，实现对产品的虚拟设计、分析制造、使用和维护，并最终实现完整的数字化虚拟产品【前期准备】首先从CATIA三维造型开始，培训学生三维造型创新能力，会涉及到很多零件，逐步培养，现在正在进行中。【组织实施】电子样机技术主要是指在计算机平台上，我们通过CATIAV5R17软件，建立完整的产品数字化样机，组成电子化样机的每个部件除了准确定义三维几何图形外，还赋有相互间的装配关系、技术关联、工艺、公差、人力资源、材料、制造资源、成本等信息，具有从产品设计、制造到产品维护各阶段所需的所有功能，为产品和流程开发以及从产品概念设计到产品维护整个产品生命周期的信息交流和决策提供一个平台。【实践环节】（1）与CAX系统完全集成，并以“上下关联的设计”方式作业。（2）提供强大的可视化手段，除了虚拟显示和多种浏览功能，还集成了DMU漫游和截面透视等先进手段。%F'B!C6R*`$j2D3?%I2q:M（3）具备各种功能性检测手段，如安装/拆卸、机构运动、干涉检查、截面扫描等。（4）具有产品结构的配置和信息交流功能。CATIAV5的电子样机功能由专门的模块完成，从产品的造型、上下关联的并行设计环境、产品的功能分析、产品浏览和干涉检查、信息交流、产品可维护性分析、产品易用性分析、支持虚拟实现技术的实时仿真、多CAX支持、产品结构管理等各方面提供了完整的电子样机功能，能够完成与物理样机同样的分析、模拟功能，从而减少制作物理样机的费用，并能进行更多的设计方案验证。【教师指导】由陈丽华老师负责指导【项目结题】2010年12月结题4三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）学校提供CATIAV5R17正版软件一套具有独立显卡、内存在4G以上的计算机1台开发CAD/CAM专用机房一个配备相应的指导教师2位提供配套经费3000元，用于购买相关资料和调研及论文版面费四、预期成果1.提供基于CATIAV5R17的空压机准确定义三维几何图形，既空压机的三维几何模型2.提供空压机的三维数字化产品预装配，赋有相互间的装配关系、技术关联、工艺、公差、人力资源、材料、制造资源、成本等信息，具有从产品设计、制造到产品维护各阶段所需的所有功能，为产品和流程开发以及从产品概念设计到产品维护整个产品生命周期的信息交流和决策提供一个平台.3.与CAX系统完全集成，并以“上下关联的设计”方式作业。4.进行机构运动的仿真、干涉检查。5.将产品的几何功能、性能等数据全面集成，实现对产品的虚拟设计、分析制造、使用和维护，并最终实现完整的数字化虚拟产品，建立完整的产品数字化样机.能培养学生的创新能力、工程素养、动手能力和基本的科研能力，拓展学生的基本素质。激发学生对未知领域的求知欲。五、经费预算调研2000元资料费3000元论文版面费1000元5六、导师推荐意见电子样机DMU是对产品的真实化计算机模拟，满足各种各样的功能，提供用于工程设计、加工制造、产品拆装维护的模拟环境；是支持产品和流程、信息传递、决策制定的公共平台；覆盖产品从概念设计到维护服务的整个生命周期。数字化样机是现代集成制造系统虚拟生产和敏捷制造的基础，是现代制造业核心。我院有CATIA的正版软件，学生已进行了相应的基础培训，已经具备从事该创新项目的一定研究能力，同意开展该项目的研究。签名：年月日七、院系推荐意见院系负责人签名：学院盖章：年月日八、学校推荐意见：学校负责人签名：学校公章年月日注：表格栏高不够可增加。