液压支架虚拟样机设计_毕业论文(编辑修改稿)

液压支架虚拟样机设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

工作面、600万吨以上放顶煤工作面和薄 煤层高效开采工作面。 国外电液控制系统的发展已经达到成熟阶段。 我国液压支架电液控制系统的发展还处于 研究开发阶段，还没有相关的电控系统产品。 国产电液控制系统存在的主要问题是电液控制系统关键元部件对煤矿井下综采工作面生产环境的适应能力较差，电液控制系统元部件之间的参数匹配和性能匹配还不太合理，电液控制系统整体可靠性指标还比较低等问题。 在目前条件下，电液控制系统主要采用国外产品配套或核心部件采用国外成熟产品。 与此同时，应大力发展高可靠性手动大流量快速移架系统、大流量安全阀和各种大流量液压元件，提高支架控制系统的可靠性。 第二章、Pro/E软件概述第一节 功能介绍Pro/E软件包的产品开发环境在支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。 PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。 包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。 其中Pro/E V2000I更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。 第二节 模块介绍工业设计 (CAID) 模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。 现在，用 3DS 可以生成实体模型，但用 3DS 生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。 用 PRO/E 生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。 事实上， PRO/E 后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 ) 、 PRO/ANIMATE( 动画模拟 ) 、 PRO/DESIGNER( 概念设计 ) 、 PRO/NETWORKANIMATOR( 网络动画合成 ) 、 PRO/PERSPECTASKETCH （图片转三维模型）、 PRO/PHOTORENDER( 图片渲染 ) 几个子模块。 机械设计 (CAD) 模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。 在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图 1 中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。 随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。 用 PRO/E 生成曲面仅需 2 步～ 3 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。 由于生成曲面的方法较多，因此 PRO/E 可以迅速建立任何复杂曲面。 它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持 GB 、 ANSI 、 ISO 和 JIS 等标准。 包括： PRO/ASSEMBLY （实体装配）、 PRO/CABLING （电路设计）、 PRO/PIPING （弯管铺设）、 PRO/REPORT （应用数据图形显示）、 PRO/SCANTOOLS （物理模型数字化）、 PRO/SURFACE （曲面设计）、 PRO/WELDING （焊接设计）。 功能仿真 (CAE) 模块 功能仿真 (CAE) 模块主要进行有限元分析。 我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。 主要是讲事物内在特征很难把握。 机械零件的内部变化情况是难以知晓的。 有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。 利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。 著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近 20 ％，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 包括： PRO/FEM~POST （有限元分析）、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS （自定义载荷输入）、 PRO/MECHANICA EQUATIONS （第三方仿真程序连接）、 PRO/MECHANICA MOTION （指定环境下的装配体运动分析）、 PRO/MECHANICA THE RMA（热分析）、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL （车轮动力仿真）、 PRO/MECHANICA VIBRATION （震动分析）、 PRO/MESH （有限元网格划分）。 制造 (CAM) 模块 在机械行业中用到的 CAM 制造模块中的功能是 NC Machining( 数控加工 )。 说到数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。 当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件 CAMMAX ，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。 东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。 在这一事件中出尽风头的 CAMMAX 软件就是一种数控模块。 PRO/ES 的数控模块包括： PRO/CASTING （铸造模具设计）、 PRO/MFG （电加工）、 PRO/MOLDESIGN （塑料模具设计）、 PRO/NCCHECK （ NC 仿真）、PRO/NCPOST （CNC 程序生成）、 PRO/SHEETMETAL （钣金设计）。 数据管理 (PDM) 模块 PRO/E 的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。 它就像 PRO/E 家庭的一个大管家，将触角伸到每一个任务模块。 并自动跟踪你创建的数据，这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。 这个管家通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。 它包括： PRO/PDM （数据管理）、 PRO/REVIEW （模型图纸评估）。 数据交换 (Geometry Translator) 模块 在实际中还存在一些别的 CAD 系统，如 UG Ⅱ、 EUCLID 、 CIMATRTON 、 MDT 等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。 但在实际工作中，往往需要接受别的 CAD 数据。 这时几何数据交换模块就会发挥作用。 PRO/E 中几何数据交换模块有好几个，如： PRO/CAT （ PRO/E 和 CATIA 的数据交换）、 PRO/CDT （二维工程图接口）、 PRO/DATA FOR PDGS （ PRO/E 和福特汽车设计软件的接口）、 PRO/DEVELOP （ PRO/E 软件开发）、 PRO/DRAW （二维数据库数据输入）、 PRO/INTERFACE （工业标准数据交换格式扩充）、 PRO/INTERFACE FOR STEP （ STEP/ISO10303 数据和 PRO/E 交换）、 PRO/LEGACY （线架 / 曲面维护）、 PRO/LIBRARYACCESS （ PRO/E 模型数据库进入）、 PRO/POLT （ HPGL/POSTSCRIPTA 数据输出）。 Pro/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 第三章、虚拟样机技术第一节 虚拟样机的发展史及应用领域美国波音飞机公司的波音777 飞机是世界上首架以无图纸方式研发及制造的飞机，其设计、装配、性能评价及分析均采用了虚拟样机技术，这不但使研发周期大大缩短（其中制造周期缩短50%），研发成本大大降低（如减少设计更改费用94%），而且确保了最终产品一次接装成功。 通用动力公司1997 年建成了第一个全数字化机车虚拟样机，并行地进行产品的设计、分析、制造及夹具、模具工装设计和可维修性设计。 日产汽车公司，利用虚拟样机进行概念设计、包装设计、覆盖件设计、整车仿真设计等。 Caterpillar 公司采用了虚拟样机技术，从根本上改进了设计和试验步骤，实现了快速虚拟试验多种设计方案，从而使其产品成本降低，性能却更加优越。 John Deere 公司利用虚拟样机技术找到了工程机械在高速行驶时的蛇行现象及在重载下的自激振动问题的原因，提出了改进方案，且在虚拟样机上得到了验证。 美国海军的NAVAIR/APL 项目，利用虚拟样机技术，实现多领域多学科的设计并行和协同，形成了协同虚拟样机技术（collaborative virtual prototyping），他们研究发现，协同虚拟样机技术不仅使得产品的上市时间缩短，还使得产品的成本减小了至少20%。 我国虚拟样机技术最早应用于军事、航空领域，如飞行器动力学设计、武器制造、导弹动力学分析等。 随着计算机技术的发展，虚拟样机技术已经广泛的应用到了机械工程、汽车制造、航空航天、军事国防等各个领域，在很多具体机械产品的设计制造中发挥了作用。 如复杂高精度数控机床的设计优化、机构的几何造型、运动仿真、碰撞检测、运动特性分析、机构优化设计、热特性和热变性分析、液压系统设计等等。 在虚拟造型设计、虚拟加工、虚拟装配、虚拟测试、虚拟现实技术培训、虚拟试验、虚拟工艺等方面都取得了相应的成果。 例如将虚拟样机技术应用于机车车辆这样复杂产品的研发中，将传统经验与虚拟样机技术相结合，使动力学计算、结构强度分析、空气动力学计算、疲劳可靠性分析等问题得到更好。