2758 掛鉤三維設(shè)計(jì)及仿真分析

2758 掛鉤三維設(shè)計(jì)及仿真分析,掛鉤,三維設(shè)計(jì),仿真,分析 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系　　部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 姓 名： 張華亮 學(xué) 號(hào)： 0501510150 外文出處：Hefele J , Dolin R M , Density effect of inspection data points in as-built model- -ing of parts[R].CONF-980810,1998. 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 (用外文寫)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：譯文翻譯基本準(zhǔn)確，語(yǔ)句較通順，基本能表述原文的意思，語(yǔ)句較能符合中文習(xí)慣。簽名： 年 月 日注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。附件 1：外文資料翻譯譯文建模中檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度效應(yīng)摘要在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室里，設(shè)計(jì)工程師和物理學(xué)家利用產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段所生成的檢測(cè)數(shù)據(jù)加以進(jìn)行調(diào)查反饋和研究。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，來(lái)確定如何優(yōu)化裝配，減輕標(biāo)稱的偏差，并解決產(chǎn)品老化的問(wèn)題。這種“竣工”工程理念是利用他們?cè)跈z測(cè)時(shí)所獲取的數(shù)據(jù)形成的一個(gè)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE 技術(shù)）軟件中，利用復(fù)雜的圖形建模技術(shù)就能夠產(chǎn)生出實(shí)體模型，例如參數(shù)化技術(shù)軟件 Pro/Engineer TM。一旦這種固體模型建成后，那么該種軟件就可以被用于各種分析，其目的包括大量復(fù)雜的計(jì)算、有限元素模型的創(chuàng)建和虛擬環(huán)境下變量的創(chuàng)建。在工程學(xué)中，用嚴(yán)格的分析方法來(lái)創(chuàng)建某些特征部件。為了能夠提供出標(biāo)準(zhǔn)化定義，就要?jiǎng)?chuàng)建出各種假想部件以及對(duì)各種特征進(jìn)行相關(guān)分析。通過(guò)比較質(zhì)量特性而計(jì)算出的所建立模型理論中的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)有兩種格式：手動(dòng)收集數(shù)據(jù)，如從坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（特別是布朗和夏普）檢查過(guò)程中所獲得的數(shù)據(jù)；自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，如從謝菲爾德檢查過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)。使用 Pro/Engineer 建立的固體模型所需的大量特性計(jì)算也是一種標(biāo)稱定義。檢查數(shù)據(jù)是來(lái)自一個(gè)軟件包，這種軟件包允許有特定條件約束的用戶使用，如獲取所需要的密度，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。該軟件能夠?qū)c(diǎn)線面進(jìn)行幾何描述，這些點(diǎn)集被用來(lái)作為輸入到 Pro/Engineer CAE 系統(tǒng)掃描工具模塊中以便生成相應(yīng)的實(shí)體模型，然后進(jìn)行屬性的分析與計(jì)算，并與以命名。Pro/Engineer 中彎曲表面的選擇能夠用于所有檢查數(shù)據(jù)格式類型的建模。在建立模型的大量計(jì)算中，計(jì)算的越精確，點(diǎn)的密度要求的就越高。從謝菲爾德格式的數(shù)據(jù)平滑表面產(chǎn)生的影響就可以看到這一點(diǎn)。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室所采用的準(zhǔn)確率為 2.54 × 10 – 3 英尺，該模型必須是一個(gè)數(shù)量級(jí)比這更準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)模型才可以。針對(duì)這種應(yīng)用，我們預(yù)期的精度是 0.00024 ％ ，我們認(rèn)為應(yīng)該有密度 CMMdata （ 5°x 2°，10°x 2°，與 20°x 2°楔子）和密度數(shù)據(jù)（ 5°x 5°，1°x 1°，and2°x 2°切片 ）。為了進(jìn)一步研究確定這一密度檢測(cè)數(shù)據(jù)，就需要增強(qiáng)我們?cè)谥圃爝^(guò)程中所使用“竣工”的工程模型的功能。關(guān)鍵詞 產(chǎn)品特性 設(shè)計(jì)工程 CAE 技術(shù)建模1.0 引言 “竣工”工程建模是一種方法，允許該產(chǎn)品在保證速度、價(jià)格的前提下，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)制造。一旦價(jià)格部分被確定，那么偏差也是不可避免的會(huì)出現(xiàn)。用現(xiàn)行的辦法來(lái)處理這些偏差，并確定是否是可以接受的一種方法，包括在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用設(shè)定公差的名義。盡管這種制造技術(shù)是我們所希望擁有的，但是實(shí)際上并不能實(shí)現(xiàn)。在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)工程師和物理學(xué)家利用產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段所生成的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)查反饋和研究。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，以確定如何優(yōu)化裝配，減輕標(biāo)稱偏差，并解決產(chǎn)品老化問(wèn)題。這種“竣工”工程理念利用檢測(cè)所獲取的數(shù)據(jù)形成一個(gè)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)輔助工程（ CAE 技術(shù)）軟件中，利用復(fù)雜的圖形建模技術(shù)會(huì)產(chǎn)生實(shí)體模型，如參數(shù)化技術(shù)軟件 Pro/Engineer TM。 一旦固體模型已經(jīng)建成，該定義可以被用于各種分析，其目的包括大量復(fù)雜計(jì)算、有限元素模型的創(chuàng)建以及虛擬環(huán)境變量的創(chuàng)建。在最后檢查階段，“ 竣工”模型包含了被調(diào)查的系統(tǒng)狀態(tài)。通過(guò)這個(gè)階段的檢測(cè)任何細(xì)微的變化都可以被測(cè)量出來(lái)，而且通過(guò)這種跟蹤變化能演化出一套“竣工”模式，工程師們就可以了解在不同的環(huán)境中，各個(gè)組成部分會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響。這個(gè)模型能夠?qū)Ω鞣N操作日志進(jìn)行記錄，包括做基本的維護(hù)修理和更換。“竣工”模式中的兩個(gè)誤差因素將被視為本文件中-1 ）的密度檢查點(diǎn)和 2 ）的類型，同時(shí)也被使用在檢查過(guò)程中。為了檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度，區(qū)分一個(gè)組件的當(dāng)前狀態(tài)，必須標(biāo)明所使用的模型，而且這種具有收藏過(guò)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的功能的模型是非常昂貴的。此外，在該類型的檢查過(guò)程中使用了軸承的建模技術(shù)，因此，能夠形成質(zhì)量的實(shí)體模型。該復(fù)雜的跟蹤歷史系統(tǒng)也依賴于 CAE 系統(tǒng)來(lái)準(zhǔn)確地建立模型。2.0 過(guò)程在特征部件的創(chuàng)建中，嚴(yán)格的分析方法被用在行使“竣工”的工程方法。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)由半球殼假設(shè)部分和任意厚度的圓柱一起被制作成模型，然后進(jìn)行大量的特征計(jì)算，并取得標(biāo)稱尺寸。這種定義是相對(duì)于較大規(guī)模特征計(jì)算的，并且作為建模檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠生成兩種形式。這兩種形式包括人工數(shù)據(jù)采集格式，如從坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（特別是布朗和夏普）檢查過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)；自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，如從謝菲爾德檢查過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)。使用 Pro/Engineer 的建立的固體模型所需的大量特性計(jì)算也是一種標(biāo)稱定義。檢查數(shù)據(jù)是來(lái)自一個(gè)軟件包，這種軟件包允許有特定條件約束的用戶使用，如獲取所需要的密度，輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。該軟件能夠?qū)c(diǎn)線面進(jìn)行幾何描述。這些點(diǎn)集被用來(lái)作為輸入到 Pro/Engineer 系統(tǒng)掃描工具模塊中生成實(shí)體模型。這個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)是來(lái)自于一個(gè)軟件作者 Dr.Ronald的洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。這項(xiàng)工作中使用兩種形式的檢測(cè)數(shù)據(jù)的典型事例是在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。布朗和夏普使用了手動(dòng)搜集數(shù)據(jù)，是運(yùn)營(yíng)商的強(qiáng)烈要求。這個(gè)方法通常是用于細(xì)小的部分，因?yàn)榧?xì)小的部件如果使用自動(dòng)采集數(shù)據(jù)便可能被損害。由于考慮到運(yùn)營(yíng)商的強(qiáng)烈要求，密度檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)通常小于使用一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程格式收集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這項(xiàng)工作要求技術(shù)檢驗(yàn)員的“眼球”必須直盯著路徑檢查探頭和被定義的曲線。為了確保這項(xiàng)工作順利進(jìn)行，我們要求技術(shù)員要有一雙非常靈巧的手和非凡的眼球。密度輸出為 5°× 2°，10°× 2°，20°× 2°（見(jiàn)圖，我的一個(gè)事例） 。圖 1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)類型該圖顯示的是一個(gè)全自動(dòng)進(jìn)程的檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)體模型。謝菲爾德是一種能夠檢查數(shù)據(jù)匯聚和輸出切片數(shù)據(jù)的自動(dòng)程序。如果混合表面選所使用的新一代實(shí)體模型被用在這項(xiàng)工作中，那么這種切片數(shù)據(jù)格式要比楔子格式有著更好的適應(yīng)性。自動(dòng)采集數(shù)據(jù)這一進(jìn)程允許點(diǎn)密度較高的輸出檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這個(gè)密度輸出的格式數(shù)據(jù)分別為 0.5°× 5°，1°× 1°，and2°× 2°（參見(jiàn)圖 2）。在所有情況下，圓柱體部分采用了“切片幾何學(xué)”。圖 2 -謝菲爾德類型檢查數(shù)據(jù)3.0 結(jié)果和結(jié)論表格 1 表明了這項(xiàng)工作能夠產(chǎn)生的結(jié)果。正如預(yù)期的情況一樣，點(diǎn)的密度越高，大量計(jì)算后所建的模型的準(zhǔn)確度越高。然而這一趨勢(shì)是無(wú)法準(zhǔn)確仿照的。謝菲爾德格式的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了一個(gè)平滑的表面，并影響大量計(jì)算的結(jié)果。洛斯阿拉莫斯使的檢查標(biāo)準(zhǔn)，精度為 2.54 * 10-3 英尺。這個(gè)模型必須是一個(gè)數(shù)量級(jí)比這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更準(zhǔn)確的。因此，我們期望的精度為 δ/r，其中，δ=標(biāo)稱偏差的計(jì)算r =氣缸外半徑或?yàn)閿?shù)據(jù) 0.00024 ％。表 1-參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的研究結(jié)果配置 體積 部分示范點(diǎn) %不同的名義Pro/E 固體模型 156116.21 N/A 0.000005°x5°切片 156104.92 276166 0.007231°x1°切片 156115.68 81586 0.000342°x2°切片 156115.45 20634 0.000495°x2° 楔子 156067.35 23230 0.0313010°x2°楔子 156002.02 19882 0.0731420°x2°楔子 155665.29 5986 0.28883檢測(cè)數(shù)據(jù)研究的結(jié)果在 Pro/Engineer 的商標(biāo)型號(hào)的范圍是：4.9MB 至 151.7 MB 這個(gè)數(shù)據(jù)是不太準(zhǔn)確的，但造型更感性化相關(guān)技術(shù)也正在審查中，以確定為什么 5°×5o 的結(jié)果比 1o×1o 的準(zhǔn)確度低。與此同時(shí)，使用 CAE 軟件包所產(chǎn)生的效果也正處于被進(jìn)一步的審查中。附件 2：外文原文（復(fù)印件）