纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器CAD/CAE/CAM一體化研究

纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器廣泛應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域。其封頭處應(yīng)力的復(fù)雜性要求設(shè)計(jì)參數(shù)與工藝參數(shù)必須相符。同時(shí)在進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí),選用的單層宏觀強(qiáng)度理論和對(duì)已破壞單層的剩余剛度、剩余強(qiáng)度及應(yīng)力重分布是關(guān)鍵問題。

文獻(xiàn)將單層的剪應(yīng)力 剪應(yīng)變的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合成曲線并采用單層強(qiáng)度準(zhǔn)則,預(yù)測了[±θ]s疊層單軸拉伸時(shí)的破壞應(yīng)力;文獻(xiàn)采用分段線性的(G12)n曲線,疊層本構(gòu)關(guān)系以及Tsai Hill強(qiáng)度準(zhǔn)則研究了[0/±θ]s、[0/±90]s疊層板的破壞;文獻(xiàn)將第一破壞單層的基體降級(jí)使用,建議用0 4Em計(jì)算,相當(dāng)于E2降至0 56E2,G12降至0 44G12,E1、γ12保持不變,再計(jì)算次一級(jí)的后續(xù)破壞。

本文用分段線性的方法,不僅實(shí)驗(yàn)研究了橫向及面內(nèi)剪切應(yīng)力 應(yīng)變的非線性關(guān)系,而且得到了面內(nèi)及層間剪切損傷后縱向彎曲剛度逐漸遞減的實(shí)測數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)直接作為應(yīng)力分析的原始材料參數(shù),并認(rèn)為彎曲剛度的降低是影響殼體軸向位移的重要因素。文中的應(yīng)力分析及纏繞過程的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果可直接用于數(shù)控纏繞機(jī)進(jìn)行生產(chǎn),達(dá)到了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造參數(shù)化、一體化的目的。

1　纏繞軌跡

纏繞軌跡是進(jìn)行應(yīng)力分析的基礎(chǔ),同時(shí)也是控制數(shù)控纏繞機(jī)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

(1)測地線方程、芯模轉(zhuǎn)角

設(shè)封頭曲面橢球方程為r={bcosucosv,bcosusinv,asinu},其中a為短軸,b為長軸,u、v為參量,由《微分幾何》知第一類基本量為2100433B

《模具CAD/CAE/CAM》主要介紹模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造及相關(guān)知識(shí)，包括模具CAD/CAE/CAM基礎(chǔ)知識(shí)、模具CAD、模具CAE、模具CAM及模具CAD/CAE/CAM一體化。對(duì)于模具CAD/CAE/CAM，選擇典型的工藝和模具，通過豐富的實(shí)例和詳盡的步驟說明對(duì)其進(jìn)行深入淺出的講解，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性?！赌＞逤AD/CAE/CAM》為模具CAD/CAE/CAM的工程人員提供了一個(gè)學(xué)習(xí)途徑，也可以作為大專院?！澳＞逤AD/CAE/CAM”專業(yè)的培訓(xùn)教材。

第1章 模具CAD/CAM/CAE概述1

1.1 CAD/CAM/CAE基本概念1

1.2 CAD/CAM/CAE技術(shù)的基本特點(diǎn)1

1.3 CAD/CAM/CAE技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用2

1.3.1 CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域2

1.3.2 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的優(yōu)越性3

1.3.3 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的特點(diǎn)4

1.4 模具CAD/CAM/CAE系統(tǒng)組成4

1.4.1 模具CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的硬件構(gòu)成4

1.4.2 模具CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的軟件組成5

1.5 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展趨勢7

1.6 模具CAD/CAM/CAE常用軟件簡介7

1.6.1 小型CAD/CAM軟件8

1.6.2 大型CAD/CAM/CAE集成軟件10

1.6.3 有限元分析專用軟件12

第2章 模具CAD/CAM/CAE基礎(chǔ)技術(shù)15

2.1 圖形處理技術(shù)15

2.1.1 常見交互技術(shù)15

2.1.2 參數(shù)化技術(shù)16

2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)21

2.2.1 IGES標(biāo)準(zhǔn)21

2.2.2 STEP標(biāo)準(zhǔn)23

2.3 產(chǎn)品零件造型25

2.3.1 線框造型26

2.3.2 表面造型27

2.3.3 實(shí)體造型27

2.3.4 特征造型28

第3章 注射模CAD技術(shù)33

3.1 注射模CAD概述33

3.1.1 注射模設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展階段33

3.1.2 CAD技術(shù)在注射模中的應(yīng)用34

3.1.3 注射模CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢35

3.2 注射模CAD的主要內(nèi)容35

3.2.1 注射模工作原理和結(jié)構(gòu)組成35

3.2.2 注射模CAD系統(tǒng)的工作流程37

3.3 注射模成型零部件CAD39

3.4 注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的建庫與選用42

3.4.1 裝配模型的定義42

3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)模架裝配模型的建立42

3.4.3 標(biāo)準(zhǔn)模架裝配模型的管理與調(diào)用46

3.5 注射模典型結(jié)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)CAD46

3.5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)47

3.5.2 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)48

3.5.3 脫模和頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)50

3.5.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)51

3.6 UG軟件針對(duì)注射模具制造的功能51

3.6.1 MoldWizard模塊概述52

3.6.2 MoldWizard模塊應(yīng)用實(shí)例53

第4章 級(jí)進(jìn)模CAD技術(shù)61

4.1 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)概述61

4.1.1 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)發(fā)展概況61

4.1.2 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)62

4.1.3 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的發(fā)展趨勢62

4.2 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能63

4.2.1 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)63

4.2.2 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的功能模塊63

4.2.3 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流65

4.2.4 級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)65

4.3 UG/PDW的應(yīng)用介紹及實(shí)例68

4.4 其他專用沖模CAD技術(shù)76

4.4.1 汽車覆蓋件模具CAD技術(shù)76

4.4.2 集成電路引線框架多位精密級(jí)進(jìn)模CAD技術(shù)77

第5章 模具CAM技術(shù)79

5.1 模具數(shù)控加工概述79

5.1.1 模具制造的要求79

5.1.2 模具數(shù)控加工的特點(diǎn)80

5.2 模具數(shù)控編程系統(tǒng)81

5.2.1 數(shù)控機(jī)床81

5.2.2 數(shù)控加工81

5.2.3 數(shù)控編程系統(tǒng)81

5.3 利用CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟82

5.4 UG的CAM功能介紹83

5.4.1 UG加工模塊綜述83

5.4.2 刀具軌跡的管理85

5.4.3 UG銑削加工方法介紹85

5.5 CAM的后置處理95

5.5.1 UGNX后處理簡介95

5.5.2 后處理編輯器95

第6章 注塑模具CAE技術(shù)97

6.1 注塑成型基礎(chǔ)知識(shí)97

6.1.1 注塑成型定義97

6.1.2 注塑成型工藝過程98

6.1.3 注塑成型工藝條件99

6.2 常見注塑制品缺陷及產(chǎn)生原因100

6.2.1 短射100

6.2.2 氣穴101

6.2.3 熔接痕和熔接線102

6.2.4 滯流102

6.2.5 飛邊103

6.2.6 跑道效應(yīng)103

6.2.7 過保壓104

6.2.8 色差104

6.2.9 噴射105

6.2.10 不平衡流動(dòng)105

6.3 注塑模CAE技術(shù)105

6.3.1 注塑模CAE的內(nèi)容105

6.3.2 注塑模CAE技術(shù)的原則106

6.3.3 注塑成型模擬技術(shù)106

6.4 MoldFlow軟件簡介107

6.4.1 MoldFlow軟件功能107

6.4.2 MoldFlow軟件的作用109

6.5 MoldFlow分析實(shí)例109

第7章 沖壓模具CAE技術(shù)121

7.1 概述121

7.1.1 CAE技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中所能解決的問題121

7.1.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用122

7.2 沖壓成形過程模擬軟件簡介122

7.2.1 有限元法簡介122

7.2.2 有限單元法分析過程概述123

7.2.3 常用軟件介紹124

7.3 AutoForm沖壓成形模擬實(shí)例126

7.3.1 AutoForm窗口介紹126

7.3.2 模擬過程127

第8章 模具CAD/CAM領(lǐng)域的新技術(shù)143

8.1 高速加工技術(shù)143

8.1.1 高速加工概述143

8.1.2 高速加工的定義144

8.1.3 高速加工中心的類型144

8.1.4 高速加工的特點(diǎn)145

8.1.5 高速加工的關(guān)鍵技術(shù)145

8.1.6 高速加工技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用147

8.2 逆向工程技術(shù)148

8.2.1 逆向工程概述148

8.2.2 逆向技術(shù)的應(yīng)用149

8.2.3 實(shí)物逆向的研究內(nèi)容150

8.2.4 影像逆向技術(shù)153

8.2.5 逆向工程技術(shù)相關(guān)軟件153

8.2.6 逆向工程技術(shù)的發(fā)展趨勢153

8.3 快速成形技術(shù)154

8.3.1 RP技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)154

8.3.2 RP技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用155

8.3.3 常見的快速成形技術(shù)155

8.3.4 RP技術(shù)的展望158

8.4 虛擬制造技術(shù)158

8.4.1 虛擬制造和虛擬制造系統(tǒng)的基本概念158

8.4.2 虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用159

8.4.3 虛擬制造技術(shù)的展望159

參考文獻(xiàn)1612100433B

本書闡述了機(jī)械CAD/CAE/CAM理論基礎(chǔ)知識(shí)，列出了豐富的CAD、CAE、CAM在機(jī)械方面應(yīng)用實(shí)例。全書共分4篇30章，第1篇為CAD/CAE/CAM理論基礎(chǔ)知識(shí)，第2篇為CAD實(shí)例，第3篇為CAE實(shí)例，第4篇為CAM實(shí)例。

本書內(nèi)容新穎，體系完整，結(jié)合CAD/CAE/CAM技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，介紹CAD、CAE、CAM在機(jī)械領(lǐng)域各個(gè)方面的應(yīng)用實(shí)例。

本書可作為高等院校機(jī)械類各專業(yè)應(yīng)用實(shí)例教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。