【毕业设计论文】挂钩三维设计及仿真分析说明书全【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 挂钩三维设计及仿真分析 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 论文对 P r o / M E C H A N I C A S t r u c t u r e基本优化功能进行了介绍，详细论述了其 区别于其他有限元软件的显著特征利用 P r o / E N G I N E E R参数化工具的优点进 行模型的灵敏度分析和优化设计。并以塑料挂钩为典型进行了优化设计的具体实 践，实现了几何建模和有限元分析的结合，优化了设计，提高了新产品开发的效 率和可靠性，同时为产品的标准化设计提供了参考依据更真实的设计参数。有限 元分析是机械设计工程师不可缺少的重要工具。它广泛应用于机械产品的设计开 发。 关键词 P r o / M E C H A N I C A 有限元分析 优化设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 I 页 共 42 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 II 页 共 42 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e O p t i m a l D e s i g n o f P l a s t i c H o o k - - f i t s B a s e d o n P r o / M E C H A N I C A A b s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e s b a s i c o p t i c a l f u n c t i o n o f P r o / M S t r u c t u r e , a n d d i s c u s s e s i t s s i g n i f i c a n t f e a t u r e w h i c h i s d i f f e r e n t f r o m o t h e r F E A s o f t w a r e , t h a t i s , u s i n g p a r a m e t e r t o o l o f P r o / E N G I N E E R t o c a r r y o u t s e n s i t i v i t y a n a l y s i s a n d o p t i m a l d e s i g n . I t c a r r i e s o u t t h e o p t i m a l d e s i g n o f p l a s t i c h o o k b e t w e e n m o d e l i n g a n d F E A , w h a t i s m o r e , a d v a n c e s t h e e f f i c i e n c y a n d r e l i a b i l i t y o f t h e n e w p r o d u c t s d e v e l o p m e n t , a n d i t m a k e s o u r d e s i g n t r u s t i e r . B y t h e w a y , i t h a s p r o v i d e d t h e r e f e r e n c e f o r t h e p r o d u c t s t a n d a r d i z e d d e s i g n . F i n i t e E l e m e n t A n a l y s i s ( F E A ) i s a n e s s e n t i a l t o o l f o r M e c h a n i c a l E n g i n e e r , a n d i s w i d e l y a p p l i e d t o t h e d e s i g n a n d d e v e l o p m e n t o f E n g i n e e r i n g p r o d u c t s . K e y w o r d s Pro/MECHANICA F E A O p t i m a l D e s i g n 本科毕业设计说明书（论文） 第 III 页 共 42 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言1 1.1 课题研究的背景及意义1 1.2 常用仿真软件简介2 1.3 PRO/ENGINEER 软件介3 1 . 4 与本课题相关的国内外发展现状.5 1.5 优化设计工作流程及简介6 2 有限元模拟分析8 2 . 1 有限元简介.8 2 . 2 关于有限元方法的介绍.9 2 . 3 有限元分析模型的建立及结果分析.10 2 . 4 P R O / M E C H A N I C A 中有限元分析的工作流程10 3 主要零部件建模12 3 . 1 挂钩的三维建模.12 3 . 2 理想化模型的建摸.13 4 挂钩的有限元分析18 4 . 1 基本应力分析阶段.18 4 . 2 进行模型的灵敏度分析.20 4 . 3 优化设计分析.26 结束语33 致谢34 参考文献35 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1.1 课题研究的背景及意义 塑料件在各行业及日常生活中广泛使用，塑料件设计制造的社会需求也日益增 长，而且要求越来越高。通过对塑料挂钩设计、分析，培养学生检索资料，综合应用 所学知识，提高解决工程实际问题的能力，并应用技术工具以及分析软件进行编制设 计说明书的能力训练。 在当今市场客户对产品要求越来越高，竞争日益激烈的情况下，如何研发出更好 的产品尤其是优化设计产品中的关键零部件，显得极为重要。任何产品的设计都是一 个渐进的过程。产品的设计过程一般先经过功能需求分析，然后根据需求分析结果提 出概念模型。这样的概念模型往往有几种，即多种设计方案。因此，接下来需要对现 有的几种设计方案进行综合评估，选择最优的设计方案。公司总是希望能以最少的投 资获得最好的性能。例如 B r i t v i c 公司的主管 P a u l M o o d y 指出： “R o b i n s o n s 在过去的 两年内为了减少其对环境的影响做了不少努力。重点是如何进一步减轻包装质量，以 及减少能源和水的使用量。 ”顶级软饮料公司 B r i t v i c宣布正减少英国广受欢迎的果 汁饮料 R o b i n s o n s 的包装瓶质量。该新型 1 公升容量的包装瓶质量减轻 2 g ，估计每年 将节省 3 3 0 吨塑料材料，相当于至少 9 百万个空包装瓶，生产该瓶的 R o b i n s o n s 工厂 可节省 5 % 的能源。 在过去两年 B r i t v i c 公司已投资 5 0 0 多万英镑用来减轻 R o b i n s o n s 品牌的外包装质量，迄今为止节省了约 1 6 0 0吨的塑料材料。该新型 1公升塑料瓶由 聚对苯二甲酸乙二醇酯（P E T ）制成， “P E T 的价格是 1 . 2 欧元/ 千克, 一年生产 1 亿 个瓶, 每个瓶节省 1 g , 制造商每年就能节省 2 万欧元” 。本例说明了减轻饮料瓶重量 既环保又省成本。有限元分析是机械结构设计工程师不可或缺的工具。P r o / E的软件 分析模块 P r o / M E C H A N I C A 就是一种既好用又有效的有限元分析软件。P r o / M E C H A N I C A 能对 P r o / E 中建立的零件进行灵敏度分析和优化设计。通过对零件的优化设计，能使 零件尺寸的选择更合理、更科学。能在满足零件强度要求的情况下，减轻零件的重量， 更重要的是还能通过灵敏度分析得出重要的设计参数，提高优化设计的效率。因此， 一个好的结构设计既能满足结构性能要求，又能节省材料、降低成本，这对机械结构 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 设计师来说是一个挑战，能给制造公司带来巨大的利润空间。 世界和国产的各种优秀的C A D 软件正以前所未有的速度迅速进入机械设计和制造 行业的各个领域。由于目前 C A D 技术在我国机械设计工程界正处在一个快速导入期， 各种 C A D 软件由于其自身的性能优势拥有不同的应用人群。在机械设计行业中，现在 有很多企业把产品的设计、分析、制造、产品的数据管理和信息技术集于一体，这种 先进的管理方式属于企业信息化的范畴。并且这种先进的管理设计方式也引发了设计 领域的巨大的变化。第一次大的变化是八十年代 C A D 软件的推广，国内普遍使用的是 A u t o C A D软件。利用该软件使许多机械工程师逐渐地甩掉了图板。第二次大的变化是 大量三维 C A D 软件的不断出现，如：P r o E n g i n e e r 、S o l i d w o r k s 、A l i a s 、U G 、I - D E A S 等。 1.2 常用仿真软件简介 在当今产品开发过程中，通过协同作业来提高工程设计效率的做法非常普遍，同 时当中的信息交流传递也越来越重要。在三维设计软件面世之前，工程图样包含了整 个产品的所有数据信息，由于它起到的重要作用，其也被称为工程语言。随着产品升 级更新的步伐不断加快，产品本身构造日益复杂，仅靠工程图样已无法表达设计者的 全部意图。所以，在此仅介绍三维结构运动仿真软件，因为它们已经或即将代表着结 构仿真软件的现在与将来。 ( 1) E D S - U G U G软件是美国 E D S公司推出的大型 C A D / C A E / C A M软件，它的运动分析模块 （U G S c e n a r i o ）是一个模拟仿真分析的设计工具，它是 A D A M S软件的一个子集。它 既能进行运动学（K i n e m a t i c ）分析，又能进行动力学（D y n a m i c ）分析。典型步骤如 下：首先将要分析的装配图存入一个 S c e n a r i o文件，确定分析所需构件（L I N K S ） ， 再建立构件之间的运动副（J O I N T S ） ，然后定义整个机构承受的载荷（F O R C E S ） ，进行 机构运动仿真，从中得出所分析的运动副处的位移、速度、加速度及力的数值及特性 曲线，为下一步做有限元分析或作强度分析、结构设计、优化设计打下了基础。 UG 主要适合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模。 ( 2 ) S O L I D E D G E 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 S o l i d E d g e 是业内领先的机械设计软件，拥有能够创建和管理三维数字模型的优 秀工具。S o l i d E d g e 出众的建模能力和优化的设计流程，可以满足特定行业的设计需 要，并且对数据进行完全的综合设计管理，帮助用户制定正确的设计解决方案。利用 S o l i d E d g e 的建模和装配设计工具，设计师能够很轻松地设计出一整套产品，从简单 零件到包含上万个部零件的大型装配件。 ( 3 ) C A T I A Computer Aided Three 完成对支架模型进行、 静态分析、灵敏度分析和优化设计。在满足支架强度条件下，尽量减轻支架的质量， 减重效果明显，使支架模型的几何尺寸更加合理、科学，提高了优化设计的效率。由 此可见在 P r o / M E C H A N I C A 环境下进行优化设计是一种极其有效的设计方法， 对生产实 践有着重要指导意义。 完成了这个课题以后，使我对所学的专业知识和专业技能有了更深入了解；在指 导老师帮助下，通过收集各种有关资料所解决的毕业设计问题，为我即将走上工作岗 位，独自去面对各种挑战，出色地完成工作任务打下了一定的基础。 由于本人水平有限，经验少。文中定有许多不妥甚至错误之处，请各位老师给予 指正和教导，本人表示深深的谢意。 本科毕业设计说明书（论文） 第 34 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 致 谢 首先我要感谢我的指导老师张乐莹，在去年选课题的时候，张老师的热情就让我 印象非常深刻。我很高兴能可以在老师的指导下开展毕业设计。为我大学四年的学习 做一个比较好的总结。从今年 3 月初到 6 月底，经过外文翻译，开题报告，进行设计 实验，到完成毕业论文，一步一步都离不开张老师的悉心指导。曾经一段时间，在做 设计的攻坚阶段，由于连续好几天的无所进展，我对自己的毕业设计产生了一定的厌 烦心理， 甚至是畏惧。 这时张老师给我讲了很多他以前带出的好学生的例子来激励我， 并给我在设计的难点进行了非常详细的讲解，让我茅塞顿开，重拾信心。在课题进行 期间，老师对我的课题方向的了解深度与研究深度，严谨而一丝不苟的治学态度，平 和而循循善诱的教学态度，不仅在学术课题上给我很深的指导，更是让我了解了很多 为人做研究的道理，使我受益匪浅。在此对张老师表达我最诚挚的感谢，感谢这个月 来对我的巨大帮助。并祝张老师在今后教学研究中取得更大的成就！ 我再次衷心感谢我的指导老师张乐莹对我的严格要求和对我在设计上的帮助，她 在繁忙的工作期间，对我毕业设计的完成付出了大量的心血，多次给我提出深刻而具 有指导性的意见，让我能够很好的按时完成毕业设任务。 最后感谢各位评审老师，能够在百忙中抽出时间，对毕业论文提出意见，非常感 谢你们的指导！祝你们身体健康，万事如意！ 本科毕业设计说明书（论文） 第 35 页 共 33 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 参 考 文 献 1 刘文剑, 金天国. 产品自顶向下设计的研究现状及发展方向 J 计算机集成 制造系统, 2 0 0 2 ( 1 ) ：1 2 2 张方瑞 U G / N X 入门精解与实战技巧 M 北京： 电子工业出版社， 2 0 0 3 1 1 3 3 谭雪松，甘露萍P r o / E N G I N E E R W i l d f i r e 2 . 0 中文版基础教程 M 北京： 人民邮电出版社，2 0 0 6 4 二代龙震工作室P r o M e c h a n i s m M E C H A N I C A W i l d i f r e 2 . 0 机构运动 结构热力学分析 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 6 5 方建军，刘仕良机械动态仿真与工程分析 M 北京：化学工业出版社， 2 0 0 4 6 张继春，徐斌P r o / E N G I N E E R W i l d f i r e 结构分析 M 北京：机械工业出 版社，2 0 0 4 7 黄跃东, 刘建雄. P r o / M e c h a n i c a 的有限元分析应用 J . 机电产品开发与创 新, 2 0 0 7 , 2 0 ( 3 ) ：1 0 1 2 . 8 田荣, 于晓红, 苏力. 基于P r o / M E C H A N I C A 的灵敏度分析与结构优化设计 J . 机电产