基于CATIA V5的DMU技術(shù)在汽車零部件開發(fā)中的應(yīng)用

2013-05-19 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

DMU是電子樣機(jī)(Digital Mock-Up)的簡稱,是對產(chǎn)品的真實(shí)化計算機(jī)模擬,滿足各種各樣的功能,提供用于工程設(shè)計、加工制造、產(chǎn)品拆裝維護(hù)的模擬環(huán)境;是支持產(chǎn)品和流程、信息傳遞、決策制定的公共平臺;覆蓋產(chǎn)品從概念設(shè)計到維護(hù)服務(wù)的整個生命周期。 DMU技術(shù)主要是指在計算機(jī)平臺上,通過三維CAD/CAE/CAM軟件,建立完整的產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī),組成電子化樣機(jī)的每個部件除了準(zhǔn)確定義三維幾何圖形外,還賦有相互間的裝配關(guān)系、技術(shù)關(guān)聯(lián)、工藝、公差、人力資源、材料、制造資源、成本等信息,電子樣機(jī)應(yīng)具有從產(chǎn)品設(shè)計、制造到產(chǎn)品維護(hù)各階段所需的所有功能,為產(chǎn)品和流程開發(fā)以及從產(chǎn)品概念設(shè)計到產(chǎn)品維護(hù)整個產(chǎn)品生命周期的信息交流和決策提供一個平臺。電子樣機(jī)技術(shù)使人們在工程決策和過程決策的協(xié)同工作時,能夠?qū)θ魏螐?fù)雜的模型進(jìn)行內(nèi)部觀察、漫游、檢查和模擬。

    DMU主要有以下功能和特點(diǎn):

    (1)與CAX系統(tǒng)完全集成,并以"上下關(guān)聯(lián)的設(shè)計"方式作業(yè)。
    (2)提供強(qiáng)大的可視化手段,除了虛擬顯示和多種瀏覽功能,還集成了DMU漫游和截面透視等先進(jìn)手段。
    (3)具備各種功能性檢測手段,如安裝/拆卸、機(jī)構(gòu)運(yùn)動、干涉檢查、截面掃描等。
    (4)具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置和信息交流功能。由于電子樣機(jī)(DMU)技術(shù)加強(qiáng)了設(shè)計過程中最為關(guān)鍵的空間和尺寸控制之間的集成,在產(chǎn)品開發(fā)過程中不斷對電子樣機(jī)進(jìn)行驗證,大部分的設(shè)計錯誤都能被發(fā)現(xiàn)或避免,從而大大減少實(shí)物樣機(jī)的制作與驗證。

    以下簡要介紹一下CATIA V5 DMU的主要功能并以一款車的空調(diào)出風(fēng)的開發(fā)為例簡述CATIA V5中DMU技術(shù)在汽車零部件開發(fā)中的應(yīng)用

    一、CATIA V5 DMU功能的主要模塊

    1.電子樣機(jī)漫游(DMN:CATIA DMU Navigator)

    電子樣機(jī)漫游使設(shè)計人員可以通過最優(yōu)化的觀察、漫游和交流功能實(shí)現(xiàn)高級協(xié)同的DMU檢查、打包和預(yù)裝配等。

    2.電子樣機(jī)優(yōu)化 (DMO:CATIA DMU Optimizer)

    電子樣機(jī)優(yōu)化能夠生成零件或裝配件的幾何描述替代體,以減少模型數(shù)據(jù)量,或更好地滿足特定應(yīng)用的特殊要求。如保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)等。

    3.電子樣機(jī)裝配模擬 FIT:CATIA DMU Fitting Simulator)

    電子樣機(jī)裝配模擬用來定義、模擬和分析裝配過程和拆卸過程,通過模擬維護(hù)修理過程的可行性(安裝/拆卸)來校驗原始設(shè)計的合理性。

    4.電子樣機(jī)運(yùn)動機(jī)構(gòu)模擬 (KIN:CATIA DMU Kinematics Simulator)

    通過調(diào)用大量已有的多個種類的運(yùn)動副或者通過自動轉(zhuǎn)換機(jī)械裝配約束條件而產(chǎn)生的運(yùn)動副,對任何規(guī)模的電子樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動機(jī)構(gòu)定義。通過運(yùn)動干涉檢驗和校核最小間隙來進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析。

    5.電子樣機(jī)空間分析(SPA:CATIA DMU Space Analysis)

    電子樣機(jī)空間分析設(shè)計使用先進(jìn)的干涉檢查與分析工具、高級的斷面分析工具、測量工具、距離分析工具和3維幾何對比工具等進(jìn)行最佳的DMU校驗。

     二、汽車空調(diào)出風(fēng)口的DMU應(yīng)用

    1、首先使用運(yùn)動機(jī)構(gòu)模擬模塊KIN對出風(fēng)口的機(jī)構(gòu)運(yùn)動進(jìn)行仿真

    1.1使用CATIA其它模塊設(shè)計好出風(fēng)口的相關(guān)部件,并調(diào)入裝配環(huán)境中,首先對整個機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,對機(jī)構(gòu)運(yùn)動的過程心中有數(shù),然后再根據(jù)各零件之間的運(yùn)動關(guān)系使用運(yùn)動機(jī)構(gòu)模擬模塊KIN中的運(yùn)動副命令添加相應(yīng)的運(yùn)動副

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1.2經(jīng)分析,該機(jī)構(gòu)是上、下各頁片通過連接件分別繞外圍固定框轉(zhuǎn)動,然后再通過中間的撥擦件進(jìn)行聯(lián)動。首先對上、下頁片分別添加旋轉(zhuǎn)動運(yùn)動副,并對中間撥擦件相對于上頁片添加棱柱副,對中間的下頁片添加點(diǎn)面運(yùn)動副,然后對上頁片的轉(zhuǎn)動副和下頁片的轉(zhuǎn)動副分別添加兩個-45°至45°的角度驅(qū)動命令,這樣整個機(jī)構(gòu)就可以進(jìn)行仿真模擬了

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1.3產(chǎn)品設(shè)計中空間尺寸非常重要,要保證所設(shè)計的產(chǎn)品在運(yùn)動過程中對其它零件不發(fā)生干涉,KIN模塊通過運(yùn)動中的傳感器功能可以對運(yùn)動過程進(jìn)行干涉檢查,如下圖,紅色表示運(yùn)動過程中有干涉,需對零件尺寸進(jìn)行重新審定

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