过滤器的设计及运动仿真【带UG三维+视频仿真】【17张图纸】【优秀】

人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 过滤器的设计及运动仿真【带UG三维+视频仿真】【17张图纸】【优秀】

资源目录

过滤器的设计及运动仿真【带UG三维+视频仿真】【17张图纸】【优秀】.rar

过滤器的设计及运动仿真论文.doc---(点击预览)

过滤器的设计及运动仿真开题报告.doc---(点击预览)

过滤器三维.dwg---(点击预览)

计划周记进度检查表.xls---(点击预览)

相关资料.doc

计划周记进度检查表.xls

过滤器三维.dwg

过滤器的设计及运动仿真开题报告.doc

过滤器的设计及运动仿真论文.doc

摘要

过滤分离技术在国民经济各个部门中应用很广。从人民日常生活，资源、能源的开发利用，国防尖端，到保护环境，防止公害等方面，都离不开过滤分离技术。过滤器和过滤分离技术不仅应用广，而且是某些生产过程中的关键性设备之一，若采用不当，不但生产任务完不成，产品质量上不去，而且会造成资源浪费，环境污染，使整个生产经济效益很低。因此，必须根据物料的种类及生产上的要求，研究、设计和制造各种不同系列、规格和型号的过滤器，以适应各种不同生产的需要。

　　　本设计选择复合型袋式精细过滤器作为设计对象。在全面了解过滤器的结构及其工作原理后，运用SW6-1998过程设备强度计算软件，对受压的圆筒、封头和法兰等受压元件进行强度计算。利用UG软件对过滤器的零件进行参数化建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入UG软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对过滤器进行优化设计，提高其稳定性，可靠性，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为过滤分离技术做出贡献。

关键词：UG；过滤器；运动仿真

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 过滤器设计的目的和意义1

1.2 过滤器的发展1

1.3 过滤器的未来展望2

1.4 本文的基本构想与要求3

2 过滤器总体设计方案4

2.1 过滤器设计概述4

2.1.1 过滤器简介4

2.1.2 过滤器结构4

2.1.3 过滤器工作原理4

2.1.4 过滤器有关设计参数4

2.2 过滤器的特征4

2.2.1 主要特征4

2.2.2 安装步骤5

2.2.3 应用5

2.3 过滤器的参数计算5

2.3.1 内筒体内压计算5

2.3.2 内筒封头内压计算6

2.3.3 法兰计算7

2.3.4 开口补强计算9

2.4 过滤器部件设计10

2.4.1 封头设计10

2.4.2 法兰设计11

2.4.3 摇臂式吊杆设计13

2.4.4 筒体设计13

2.4.5 复合滤筒设计15

2.4.6 支座组件设计15

3 SW6-98软件的应用17

3.1 SW-98软件介绍17

3.2 SW6-98软件结构及一般使用指南18

3.3 SW6-98软件的使用19

3.3.1 软件模块计算项目19

3.3.2 软件计算校核19

4 UG软件的应用23

4.1 UG软件介绍23

4.2 UG功能与优点23

4.3 UG主要功能模块24

4.4 过滤器运动仿真分析26

5 结论与展望33

5.1 结论33

5.2 不足之处及未来展望33

致谢34

参考文献35

1 绪论

1.1 过滤器设计的目的和意义

　　　目前，我国很多企业使用传统过滤器，这种过滤器在过滤持续过程中，过滤面积小使得液体中固态杂质被过滤元件表面，过滤效率下降。因此需要对此装置进行改进与创新，提高使用周期，减少停车次数，能够提高生产产量和产品质量。复合型袋式精细过滤器与普通过滤器相比，在同样壳体、容积的情况下，该过滤器过滤面积相对大60%以上，这样装置运行周期长，停车时间短，有效降低运行成本；在相同处理量的情况下，该过滤器过滤面积较普通过滤器大，意味着设备容积就可以做小，可以节省设备投资20%以上，有效降低设备的制造成本。

1.2 过滤器的发展

过滤器的原型是人们为保护呼吸而使用的呼吸保护器具[1]。据记载，早在一世纪的罗马，人们在提纯水银的时候就用粗麻制成的面具进行保护。在此之后的漫长时间里，空气过滤器也取得了进展，但其主要是作为呼吸保护器具用于一些危险的行业，如有害化学品的生产。1827年布朗发现了微小粒子的运动规律，人们对空气过滤的机理有了进一步的认识。　　过滤器的迅速发展是与军事工业和电子工业的发展紧密相关的。在第一次世界大战期间，由于各种化学毒剂的使用，以石棉纤维过滤纸作为滤烟层的军用防毒面具应运而生。玻璃纤维过滤介质用于空气过滤于1940年10月在美国取得专利。50年代，美国对玻璃纤维过滤纸的生产工艺进行了深入的研究，使空气过滤器得到了改善和发展。60年代，HEPA过滤器问世；70年代，采用微细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的HEPA过滤器，对0.1微米粒径的粒子过滤效率高达99.9998%。八十年代以来，随着新的测试方法的出现、使用评价的提高及对过滤性能要求的提高，发现HEPA过滤器存在着严重的问题,于是又产生了性能更高的ULPA过滤器。目前，各国仍在努力研究，估计不久就会出现更先进的空气过滤器。　　过滤器本身的设计也取得了显著进展，其中最重要的是分隔板的去除，即无隔板过滤器的发展。无隔板过滤器不仅消除了分隔板损坏过滤介质的危险，而且有效地增加了过滤面积，提高了过滤效率，并降低了气流阻力，从而减少了能量消耗。此外，空气过滤器在耐高温、耐腐蚀以及防水、防菌等方面也取很大的进展，满足了一些特殊的需求。

　　　70年代前后是精密过滤器飞跃发展时期，美、英、德、法和日本都有自己牌号的精密过滤器，并纷纷在国际市场上竞争。影响最大的是美国公司，其次是德国公司，他们分布于世界各地，从事精密过滤器滤膜和精密过滤器滤器的生产，科研和销售等工作。

　　　六十年代，我国一些科研部门对精密过滤器进行了小规模的试验和应用，但基本上没有形成工业规模的生产能力。70年代末期，上海医药工业研究院等单位对精密过滤器进行了教系统的研究。迄今为止，国内已有了商品化的精密过滤器，其中生产最多的品种是混合纤维素滤膜。耐溶剂、耐温和耐酸碱等方面的滤膜——特种多孔滤膜已被研制和先后投产的有聚砜酰胺精密过滤器膜、N型聚酰胺精密过滤器膜、聚四氟乙烯精密过滤器膜、核孔膜及其他优质精密过滤器滤膜等。

　　　至于精密过滤器的形式，除板式以外，还制成了摺叠式筒型，可谓品种繁多、五花八门，基本已满足了国内各方面的需要。当然和国外相比，我国的产品无论是在质量方面还是在数量方面，都还存在一定的差距，有待进一步的提高和创新。精密过滤器主要用于分离各种流体中尺寸为0.1-10μm的微生物和微粒子。在实验室中，精密过滤器过滤时检查有形微细杂质的重要工具。主要用途如下：

　　　1、用于微生物检测，例如对饮用水中大肠菌群、游泳池水中假单胞族菌和链球菌、啤酒中酵母和细菌，软饮料中酵母、医药制品中细菌的检测和空气中微生物的检测等。

　　　2、用于微粒子检测，例如对注射剂中不溶性异物、石棉粉尘，航空染料中的微粒子，水中悬浮和排气中粉尘的检测，锅炉用水中铁分的分析及放射性尘埃的采样等。

　　　在流体净化、分离杂质、贵重物料回收等领域取得了最大的工艺效益和经济效益，被广泛应用于石油化工、精细化工、化纤工业、制药工业及航空、电子、食品、饮料等行业。主要用途如下：

　　　1、纳滤（NF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、电渗析（EDI）等系统保安过滤；

　　　2、医药针剂、大输液、滴眼液、中草药药液等过滤，生物制剂提取、提纯、浓缩；

　　　3、电子、微电子、半导体工业用高纯水预过滤；

　　　4、油田回注水、锅炉补给水、化学试剂、液体有机制品、高纯化学品、浓药等过滤；

　　　5、饮用纯净水、矿泉水、果汁、茶饮料、保健饮品过滤；

　　　6、白酒、葡萄酒、啤酒、黄酒及其他果酒的过滤，纯生啤酒除菌过滤；

　　　7、生产、生活废水处理及中水循环再利用过程中的预处理过滤或保安过滤；

　　　8、其他如生物工程、油类精制、印染、纺织行业的给水及废水处理、科研实验过滤等。

1.3 过滤器的未来展望

　　　在如今这个社会经济发展越来越迅速的时候，有多少人会注意到环境污染的严重性呢？好在有我们的过滤器出现和运用，为我们解决了困扰多年的污染问题，还提醒了我们环境保护的重要性，而设备未来的发展也是很值得期待的[2]。

可以说，过滤器的出现使得我们国家多年来长期存在的污染肆意的难题得到了完美的解决，它利用自身的先进的滤网将水中的悬浮物、颗粒物、细菌等有害物质进行有效阻挡，从而使水质得到一定程度的净化，并且能够达到中水回用的标准，经过它处理净化的中水可以用来灌溉、洗车，大大节省了有限的淡水资源。　　事实证明，提高水资源的使用率才是节省的根本办法，我国的南方地区常年多雨，大范围的降雨经常给当地人民带来诸多不便，但是自从有效利用了高效过滤器之后，专家们从雨水中得到了可用的再生水资源，这一发现不仅解决了雨水排放不利的问题，同时也为我们的社会开发了新的水资源。

QQ截图20131121094950.gif

QQ截图20131121094956.gif

图片5.jpg

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目过滤器的设计及运动仿真 2、专题二、课题来源及选题依据该课题来源于启东巨龙化工装备的复合型袋式精细过滤器设计。目前，我国很多企业使用传统过滤器，这种过滤器在过滤持续过程中，过滤面积小使得液体中固态杂质被过滤元件表面，过滤效率下降。因此需要对此装置进行改进与创新，在保证技术性能的前提下以其阻力最小为目的，提高使用周期，减少停车次数，能够提高生产产量和产品质量，以便降低能耗和运行费用。过滤器的最优设计对充分发挥其技术和经济上的优势有很大意义。本课题根据设计要求，运用二维、三维建模软件进行设计,完成总装配,并对总体机构进行运动仿真，加深对本专业的相关知识理解和提高综合运用专业知识能力。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：根据提供的毕业设计资料理解设计要求，查阅相关中外资料；分析现过滤器现状及存在的问题，了解过滤器的发展现状和趋势；运用二维、三维建模软件进行设计,完成总装配,并对总体机构进行运动仿真；完成对主要零部件设计计算和校核；阅读和翻译英文文献；撰写毕业设计论文。四、接受任务学生：机械95 班姓名朱俊杰五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月12日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：过滤器的设计及运动仿真信机系机械工程及自动化专业学号： 0923218学生姓名：朱俊杰指导教师：彭勇（职称：副教授）（职称：）2013年5月25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2013 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械95 学生姓名：朱俊杰课题（设计）名称：复过滤器的设计及运动仿真开始日期：2012.11.12周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-2012年12月2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书对过滤器不是很了解，通过老师的讲解，能够知道其工作原理4-102012年12月3日-1月20日指导专业实训机械制造综合实训，完成CAD的课程设计对CAD的三维不是很熟练，经过老师的指导，最后顺利完成11-122013年1月21日-3月1日指导毕业实习将理论与实践结合起来，完成毕业实习在实习过程中遇到很多困难，最后在师傅的指导下顺利完成132013年3月4日-3月8日根据设计参数，对过滤器进行设计计算查阅资料，完成过滤器一些参数的设计一些专用知识有些生疏，通过翻阅以前的课本和老师的指导，得以顺利完成计算内容142013年3月11日-3月15日根据计算的数据，完成零件的三维造型熟悉UG建模的主要功能，完成零件的建模对UG软件不是特别熟悉，向同学和老师请教，最后完成零件的三维建模152013年3月18日-3月22日完成过滤器的装配熟悉UG软件装配的界面，完成了过滤器的整体装配在装配过程中，由于对约束功能用的不熟练，浪费了很多时间。查相关的视频教学，完成任务162013年3月25日-3月29日完成过滤器零件的二维图纸用UG软件导出二维图纸，完成图纸的标注装配间隙的标注有些遗忘，查阅以前的资料，完成零件的二维图标注172013年4月1日-4月5日完成装配图的设计从UG中导出完整的装配图，完成明细栏装配图中零件比较多，完成的时候比较困难182013年4月8日-4月12日对过滤器进行运动仿真分析完成了过滤器的运动仿真分析对于运动仿真这块，第一次接触。查阅相关的教学视频，完成了过滤器的运动仿真分析周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注192013年4月15日-4月19日完成相关资料的撰写完成中英文翻译英语水平有限，英语翻译有点困难。通过老师的指导，得以解决202013年4月22日-4月28日完成设计说明书的撰写完成一分完整的毕业设计说明书在设置格式的时候，对于Word的一些操作不熟练，浪费了很多时间。向同学请教，完成了格式的设置212013年5月2日-5月3日详细检查论文格式及图纸规范对所有的资料，进行自我检查论文格式错，熟读了学校的模板格式，得以解决问题222013年5月6日-5月10日递交初稿完成初稿资料顺序有点混乱，按照要求装订232013年5月13日-5月17日按照批注要求，修改初稿按照老师的批注，修改论文论文内容不完善，通过老师的指导得以解决242013年5月20日-5月25日递交毕业设计资料，准备答辩材料递交论文资料，并梳理全部的思路，准备好答辩的材料论文中的相关知识比较多，需要进行梳理25 说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：过滤器的设计及运动仿真信机系机械工程及自动化专业学号： 0923218 学生姓名：朱俊杰指导教师：彭勇（职称：副教授）（职称：）2012年11月25日课题来源该课题来源于石油化工、食品、医药等领域对杂质过滤效率和生产成本的开发需求。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）一、科学意义目前，我国很多企业使用传统过滤器，这种过滤器在过滤持续过程中，过滤面积小使得液体中固态杂质被过滤元件表面，过滤效率下降。复合型袋式精细过滤器与普通过滤器相比，在同样壳体、容积的情况下，该过滤器过滤面积相对大60%以上，这样装置运行周期长，停车时间短，有效降低运行成本；在相同处理量的情况下，该过滤器过滤面积较普通过滤器大，意味着设备容积就可以做小，可以节省设备投资20%以上，有效降低设备的制造成本。传统的过滤器生产能力低，使用周期短，生产成本高。因此需要对此装置进行改进与创新，提高使用周期，减少停车次数，能够提高生产产量和产品质量。2、国内外研究情况、水平和发展趋势近年来国内外研制了各式各样的过滤器，产品的用途和性能都不同。目前就我国的高效空气过滤器市场需求量已接近每年10万台，占国际市场的2%4%，市场份额大。六十年代，我国一些科研部门对精密过滤器进行了小规模的试验和应用，但基本上没有形成工业规模的生产能力。70年代末期，上海医药工业研究院等单位对精密过滤器进行了教系统的研究。迄今为止，国内已有了商品化的精密过滤器，其中生产最多的品种是混合纤维素滤膜。新型复合袋式过滤器采用新型过滤元件，该元件是由二个高性质的同心圆筒，使用独特的制造工艺制作成一个封闭的滤筒和滤袋。过滤面积大、纳污容量强、按国际通用的美国GAF标准的滤袋就扩大了60%的过滤面积。3、应用前景复合袋式过滤器广泛应用于石油化工、精细化工、化纤、制药、石墨、食品、饮料及双氧水等方面的过滤。过滤精度从1至1000m,处理量从1至1000m3/h的液体过滤。研究内容该新型复合袋式过滤器根据工作压力，温度等因素设计相应的型号，工作介质进入新型复合式过滤袋内，从过滤的两面进入容器内，然后流出滤器，过滤下来的残留物留在过滤袋内部。工作一段时间后，滤袋外表面形成滤饼造成差压，当达到设定差压时，应停止工作，进行清洗。该器械在国内为高端技术产品，并有着广泛的应用。根据设计要求，运用二维、三维建模软件进行设计,完成总装配,并对总体机构进行运动仿真。设计出比较合理的加工工序和工艺方案及绘制工序图，用软件对此机器绘制零件图并装配。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1、研究方法、技术路线、实验方案通过阅读有关资料、文献、收集、筛选、整理课题研究所需要的有关数据、理论依据，综合运用所学理论研究论文课题。进一步加强软件学习，为三维设计与运动仿真打下良好的基础。了解熟悉SW6-1998.V6.0过程设备强度计算软件,零部件计算程序可单独计算最为常用的受内、外压的圆筒和各种封头，以及开孔补强、法兰等受压元件，也可对HG20582-1998钢制化工容器强度计算规定中的一些较为特殊的受压元件进行强度计算。2、可行性分析通过对论文课题的学习研究达到巩固、扩大、深化已学理论知识、提高思考分析解决实际问题等综合素质的目的。并对三维设计软件和SW6-1998.V6.0过程设备强度计算软件更深层次的学习巩固。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月23日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2012年12月26日-2010年1月10日：填写毕业实习报告。2013年1月11日-2013年1月25日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年1月26日-2010年2月10日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年2月11日-2013年4月11日：对SW6-1998.V6.0过程设备强度计算软件的学习研究，确定过滤器的型号，设计计算设备参数，完成整体设计计算。2013年4月12日-2013年4月20日：运动仿真计。2013年4月21日-2013年5月15日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：符合压力容器设计标准，得到合理的设计数据，完成整体设计参数，并能完成运动仿真，分析运动特征。特色或创新之处1、使用快开设计，密封性能好，滤袋更换方便。2、介质通量大，压降低，设备体积小，投资省。3、过滤面积大，纳污量强，滤袋更换周期长。已具备的条件和尚需解决的问题已经初步具备二维设计的基础知识，运用AutoCAD可以完成。已经了解了新型复合袋式过滤器的结构和基本功能以及整体的装配过程，并能完成整体计算。现在需要对SW6-1998.V6.0过程设备强度计算软件的深入学习，对三维建模与运动仿真的设计把握还不够。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：过滤器的设计及运动仿真过滤器的设计及运动仿真信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）过滤器的设计及运动仿真是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 95 学号： 0923218 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I摘摘要要过滤分离技术在国民经济各个部门中应用很广。从人民日常生活，资源、能源的开发利用，国防尖端，到保护环境，防止公害等方面，都离不开过滤分离技术。过滤器和过滤分离技术不仅应用广，而且是某些生产过程中的关键性设备之一，若采用不当，不但生产任务完不成，产品质量上不去，而且会造成资源浪费，环境污染，使整个生产经济效益很低。因此，必须根据物料的种类及生产上的要求，研究、设计和制造各种不同系列、规格和型号的过滤器，以适应各种不同生产的需要。本设计选择复合型袋式精细过滤器作为设计对象。在全面了解过滤器的结构及其工作原理后，运用 SW6-1998 过程设备强度计算软件，对受压的圆筒、封头和法兰等受压元件进行强度计算。利用 UG 软件对过滤器的零件进行参数化建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入 UG 软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对过滤器进行优化设计，提高其稳定性，可靠性，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为过滤分离技术做出贡献。关键词：关键词：UG；过滤器；运动仿真IIAbstractFiltering separation technology is applied widely in various departments of national economy. From the aspect of peoples daily life, such as the exploitation and utilization of resources and energy and the advanced national defense to the aspect of protecting environment and preventing pollution and other aspects, all of them cannot be without filtration-separation technology . Filter and filtering-separation technology are not only used widely but also are one of the key equipments in some production processes. If the technology is used unsuitably, the production task will not be finished and the quality of the products will not be improved. Even it will cause the the waste of resources and environmental pollution so that it will reduce the production efficiency.Therefore, in order to meet the demands of different production, we should research, design and manufacture the various series, specifications and types of filters according to the kinds of production materials and the requirements of production. This design chooses fine the composite bag type filter as the design object. After comprehensive understanding of the structure and working principles of the filter, this design uses SW6-1998 process equipment calculation software for calculating the strength of the pressurized cylinder, head, and flange pressure parts and other pressurized parts. This design has a parametric modeling of the elements of filter by using UG software and assemble the integral structure virtually. Then the design will lead the assembly into the motion simulation interface of the UG software and use the software to make kinematics simulation. Next we should make analysis of the simulation results and obtain the corresponding conclusions. Finally we should do the optimization design to improve the stability and reliability of the filter in order to put this design into the daily production operation really and make contributions faithfully to the filtration-separation technology. Key words: UG ; Filter ; Motion simulationIII目目录录摘要 .IIIAbstract.IV目录.V1 绪论 .11.1 过滤器设计的目的和意义 .11.2 过滤器的发展 .11.3 过滤器的未来展望 .21.4 本文的基本构想与要求 .32 过滤器总体设计方案 .42.1 过滤器设计概述 .42.1.1 过滤器简介 .42.1.2 过滤器结构 .42.1.3 过滤器工作原理 .42.1.4 过滤器有关设计参数 .42.2 过滤器的特征 .42.2.1 主要特征 .42.2.2 安装步骤 .52.2.3 应用 .52.3 过滤器的参数计算 .52.3.1 内筒体内压计算 .52.3.2 内筒封头内压计算 .62.3.3 法兰计算 .72.3.4 开口补强计算 .92.4 过滤器部件设计 .102.4.1 封头设计 .102.4.2 法兰设计 .112.4.3 摇臂式吊杆设计 .132.4.4 筒体设计 .132.4.5 复合滤筒设计 .152.4.6 支座组件设计 .153 SW6-98 软件的应用.173.1 SW-98 软件介绍.173.2 SW6-98 软件结构及一般使用指南.183.3 SW6-98 软件的使用.193.3.1 软件模块计算项目 .193.3.2 软件计算校核 .194 UG 软件的应用.234.1 UG 软件介绍 .234.2 UG 功能与优点 .234.3 UG 主要功能模块 .244.4 过滤器运动仿真分析 .265 结论与展望 .335.1 结论 .335.2 不足之处及未来展望 .33致谢 .34参考文献 .35无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 过滤器设计的目的和意义过滤器设计的目的和意义目前，我国很多企业使用传统过滤器，这种过滤器在过滤持续过程中，过滤面积小使得液体中固态杂质被过滤元件表面，过滤效率下降。因此需要对此装置进行改进与创新，提高使用周期，减少停车次数，能够提高生产产量和产品质量。复合型袋式精细过滤器与普通过滤器相比，在同样壳体、容积的情况下，该过滤器过滤面积相对大 60%以上，这样装置运行周期长，停车时间短，有效降低运行成本；在相同处理量的情况下，该过滤器过滤面积较普通过滤器大，意味着设备容积就可以做小，可以节省设备投资 20%以上，有效降低设备的制造成本。1.2 过滤器的发展过滤器的发展过滤器的原型是人们为保护呼吸而使用的呼吸保护器具1。据记载，早在一世纪的罗马，人们在提纯水银的时候就用粗麻制成的面具进行保护。在此之后的漫长时间里，空气过滤器也取得了进展，但其主要是作为呼吸保护器具用于一些危险的行业，如有害化学品的生产。1827 年布朗发现了微小粒子的运动规律，人们对空气过滤的机理有了进一步的认识。过滤器的迅速发展是与军事工业和电子工业的发展紧密相关的。在第一次世界大战期间，由于各种化学毒剂的使用，以石棉纤维过滤纸作为滤烟层的军用防毒面具应运而生。玻璃纤维过滤介质用于空气过滤于 1940 年 10 月在美国取得专利。50 年代，美国对玻璃纤维过滤纸的生产工艺进行了深入的研究，使空气过滤器得到了改善和发展。60 年代，HEPA 过滤器问世；70 年代，采用微细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的 HEPA 过滤器，对 0.1 微米粒径的粒子过滤效率高达 99.9998%。八十年代以来，随着新的测试方法的出现、使用评价的提高及对过滤性能要求的提高，发现 HEPA 过滤器存在着严重的问题,于是又产生了性能更高的 ULPA 过滤器。目前，各国仍在努力研究，估计不久就会出现更先进的空气过滤器。过滤器本身的设计也取得了显著进展，其中最重要的是分隔板的去除，即无隔板过滤器的发展。无隔板过滤器不仅消除了分隔板损坏过滤介质的危险，而且有效地增加了过滤面积，提高了过滤效率，并降低了气流阻力，从而减少了能量消耗。此外，空气过滤器在耐高温、耐腐蚀以及防水、防菌等方面也取很大的进展，满足了一些特殊的需求。 70年代前后是精密过滤器飞跃发展时期，美、英、德、法和日本都有自己牌号的精密过滤器，并纷纷在国际市场上竞争。影响最大的是美国公司，其次是德国公司，他们分布于世界各地，从事精密过滤器滤膜和精密过滤器滤器的生产，科研和销售等工作。六十年代，我国一些科研部门对精密过滤器进行了小规模的试验和应用，但基本上没有形成工业规模的生产能力。70年代末期，上海医药工业研究院等单位对精密过滤器进行了教系统的研究。迄今为止，国内已有了商品化的精密过滤器，其中生产最多的品种是混合纤维素滤膜。耐溶剂、耐温和耐酸碱等方面的滤膜特种多孔滤膜已被研制和先后投产的有聚砜酰胺精密过滤器膜、N 型聚酰胺精密过滤器膜、聚四氟乙烯精密过滤器膜、核孔膜及其他优质精密过滤器滤膜等。过滤器的设计及运动仿真1至于精密过滤器的形式，除板式以外，还制成了摺叠式筒型，可谓品种繁多、五花八门，基本已满足了国内各方面的需要。当然和国外相比，我国的产品无论是在质量方面还是在数量方面，都还存在一定的差距，有待进一步的提高和创新。精密过滤器主要用于分离各种流体中尺寸为0.1-10m 的微生物和微粒子。在实验室中，精密过滤器过滤时检查有形微细杂质的重要工具。主要用途如下：1、用于微生物检测，例如对饮用水中大肠菌群、游泳池水中假单胞族菌和链球菌、啤酒中酵母和细菌，软饮料中酵母、医药制品中细菌的检测和空气中微生物的检测等。2、用于微粒子检测，例如对注射剂中不溶性异物、石棉粉尘，航空染料中的微粒子，水中悬浮和排气中粉尘的检测，锅炉用水中铁分的分析及放射性尘埃的采样等。在流体净化、分离杂质、贵重物料回收等领域取得了最大的工艺效益和经济效益，被广泛应用于石油化工、精细化工、化纤工业、制药工业及航空、电子、食品、饮料等行业。主要用途如下：1、纳滤（NF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、电渗析（EDI）等系统保安过滤； 2、医药针剂、大输液、滴眼液、中草药药液等过滤，生物制剂提取、提纯、浓缩； 3、电子、微电子、半导体工业用高纯水预过滤； 4、油田回注水、锅炉补给水、化学试剂、液体有机制品、高纯化学品、浓药等过滤；5、饮用纯净水、矿泉水、果汁、茶饮料、保健饮品过滤； 6、白酒、葡萄酒、啤酒、黄酒及其他果酒的过滤，纯生啤酒除菌过滤； 7、生产、生活废水处理及中水循环再利用过程中的预处理过滤或保安过滤； 8、其他如生物工程、油类精制、印染、纺织行业的给水及废水处理、科研实验过滤等。1.3 过滤器的未来展望过滤器的未来展望在如今这个社会经济发展越来越迅速的时候，有多少人会注意到环境污染的严重性呢？好在有我们的过滤器出现和运用，为我们解决了困扰多年的污染问题，还提醒了我们环境保护的重要性，而设备未来的发展也是很值得期待的2。可以说，过滤器的出现使得我们国家多年来长期存在的污染肆意的难题得到了完美的解决，它利用自身的先进的滤网将水中的悬浮物、颗粒物、细菌等有害物质进行有效阻挡，从而使水质得到一定程度的净化，并且能够达到中水回用的标准，经过它处理净化的中水可以用来灌溉、洗车，大大节省了有限的淡水资源。事实证明，提高水资源的使用率才是节省的根本办法，我国的南方地区常年多雨，大范围的降雨经常给当地人民带来诸多不便，但是自从有效利用了高效过滤器之后，专家们从雨水中得到了可用的再生水资源，这一发现不仅解决了雨水排放不利的问题，同时也为我们的社会开发了新的水资源。全球范围内的水质污染给我们的生活带来了巨大的影响，污水不仅污染了我们的环境，更会对我们的身体健康造成伤害，近来年由于水污染而引起的疾病也是屡见不鲜。高效过滤器出现成功吸引了我们的眼球，不仅解决了困扰我们多年的污水泛滥问题，同时还能在一定程度上缓解水资源的重负，因此得到了一致的好评。无锡太湖学院学士学位论文2由于我国的环保产业起步比较晚，基础也很是薄弱，因此以往人们对环保的概念还不是很清晰，但是如今随着经济水平的持续增长，人民生活水平的不断改善，大家也开始越来越重视环保的概念。我们国家的中央财政在环境保护方面的支出也是逐年增加，这不得不说是一个很好的现象。在环保事业的发展中，必不可缺的无疑是高效率的过滤设备了。过滤器对城市的污水进行一定的处理并且促进了水的循环利用，这个阶段即将成为净化设备市场发展的高峰时期。因为我们都知道，中国的淡水面积还是相当少的，一些偏远城镇的供水问题还不能得到有效的解决，情况令人堪忧。越来越多地区的供水量及供水安全问题的逐渐得到了各方面的重视和关心，国家把这两个问题提到至关重要位置，可见水处理行业将成为中国未来几年发展最迅速的产业之一。我们经常说的工业水处理包括了工业用水处理、工业用水重复水处理和工业废水处理三大类，高效过滤器很对这三个方面在自身的技术上做出了巨大的改革，使其能更加适应环境与时代的发展。除了一些基本的污水处理领域，过滤器还将运用到海水淡化、中水循环利用和终端水处理等更多细节化的领域去，这其中无不蕴含着惊人的市场潜力和发展的空间。这一系列的措施都使得设备的特性被发挥到了极致，它的未来十分值得期待。现在人们开始越来越清晰的认识到如何利用雨水带来节水、防洪、环境方面的巨大收益，尤其在一些北方城市已经开始逐步实现雨水的循环再利用。此时就更需要一些专业的过滤设备来推进这项工程的发展。过滤器作为新型的过滤设备，在解决水污染的问题方面可是很有一套的，到目前为止它已经广泛运用于饮用水的处理、循环水处理、工业水处理、采矿业水处理等各行各业。随着人们的环保意识的日益加强，大家也开始逐渐意识到水资源的宝贵，水是我们的生命之源，同时水也不是用之不竭的，如何对其进行有效的保护是目前环境保护工程中的重点。过滤器就是我们国家用来保护水资源的有利屏障。大家都知道我国一直是一个严重缺水的国家，加上水污染严重、地下水超采等一系列问题，使得我们所面临的局势越来越危急，如何有效保护水资源成了我们迫在眉睫的任务，也是不容忽视的。而过滤器设备的出现无疑是给这种紧张的情况带来了一丝缓和的希望，它采用进口优质原材料制作而成，结构新颖独特、工作强度高、使用寿命长，摈弃了传统设备复杂的安装使用程序，采用简单快捷的使用方式。1.4 本文的基本构想与要求本文的基本构想与要求我所设计的复合型袋式精细过滤器，可以运用于很多领域。它占地面积很小，过滤效率高。所以我在选择零件上会偏向易于单件加工、生产简单、容易维修的零件。基本要求如下：(1) 全面了解复合型袋式精细过滤器的结构及其工作原理。(2) 计算相关参数，对整体进行计算，设计过滤器的机构尺寸。(3) 主要机构参数选择完毕之后，利用 AutoCAD3进行二维模型的建立。首先，完成装配图。其次，拆分主要零件，作出零件图。(4) 根据二维图纸，利用 UG 建立三维模型并进行运动仿真。首先，完成各部分的零件图；其次，把各个零件图进行装配；最后进行运动仿真。过滤器的设计及运动仿真32 过滤器总体过滤器总体设计方案设计方案2.1 过滤器设计概述过滤器设计概述 2.1.1 过滤器简介过滤器简介复合型袋式精细过滤器主要由三部分组成：过滤容器、支承网篮和过滤袋。根据流量要求可在单机里使用多个滤袋，液体从过滤容器侧面或者下面进液口进入，由被网篮支撑的滤袋上方冲入滤袋中，滤袋因液体的冲击和均匀的压力面展开，使得液体物料在整个过滤袋内表面得到均匀分布，透过滤袋的液体沿着金属支承网篮壁，由过滤器底部出液口排出。滤出颗粒杂质被截留在过滤袋内，完成过滤过程。每只滤袋都有单独的锁紧装置，绝无侧漏机会。复合型袋式精细过滤器因体积较大，顶盖重量重，一个工人难以操作，在此过滤器加上摇臂装置，可降低人工成本。复合型袋式精细过滤器操作简单、方便，占地面积较小，安装十分简单；过滤精度高，适用于任何细微颗粒或悬浮物，过滤范围可从 1800 微米；有效过滤面积大，一个滤袋过滤功能相当于同类型滤芯 510倍，可大大降低成本；设计流量可以满足 11000m3/h 要求，成本造价低；用途广泛，可用于粗滤或精滤；单位过滤面积的处理流量较大，过滤阻力较小，过滤效率高。2.1.2 过滤器结构过滤器结构复合型袋式精细过滤器设计采用立式结构，是一种压力式过滤装置，主要有过滤筒体、过滤筒盖和快开机构、不锈钢滤袋加强网等主要部件组成，过滤器加上摇臂装置，能快速方便的开启上封头。上封头和筒体采用法兰连接，能更好的防止侧漏，下封头与筒体采用焊接连接。筒体内部的过滤装置进行单独设计能更好的利用空间，提高单位过滤面积的处理量，过滤效率高。根据需求选择合适的支脚，对抗震有很大的帮助。2.1.3 过滤器过滤器工作原理工作原理复合型袋式精细过滤器是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活、节能、高效、密闭工作、适用性强的多用途过滤设备。复合型袋式精细过滤器常设置在压力过滤器之后，用于去除液体中细小的微粒，以满足后续工序对进水的要求。滤液由过滤机外壳的旁侧入口管流入滤袋，滤袋本身是装置在加强网篮内，液体渗透过所需要细度等级的滤袋即能获得合格的滤液，杂质颗粒被滤袋拦截，从而达到固液分离。该机更换滤袋十分方便，过滤基本无物料消耗。2.1.4 过滤器有关设计参数过滤器有关设计参数该过滤器工作压力为 0.5MPa，设计压力为 0.6MPa，工作温度为 25，设计温度为80。主要受压元件材质 06CrNi10，牌号 S30408，标准NB/T47010-2010。设备最大处理量为 145m3 /h，过滤精度为 5m，滤件材质为聚酯，过滤面积 3m2。 2.2 过滤器的特性过滤器的特性 2.2.1 主要特征主要特征（1）设计结构紧凑，体积小，占用工作液少，减少投资运营成本；无锡太湖学院学士学位论文4（2）过滤量大，压降小，过滤精度高，性能稳定，滤袋清洗周期长，滤袋可重复使用；（3）袋式过滤器采用积木式装卸，固定压紧装置，密封性能好，这样对清洗修理方便，节省维修成本。 2.2.2 安装安装步骤步骤 1、彻底清洗过滤器壳体。2、外壳进出口与过滤系统管路相连，连接时注意方向，确保滤芯为外侧进水、内侧出水状态。3、将滤芯开口一端的塑料袋打开，检查O形圈是否完好、就位。4、用合适的的湿润剂(例如水)湿润O形圈和滤芯座插孔。5、手握滤芯靠近O形圈的一端，垂直将滤芯插口完全插入滤芯座插孔。6、将所有的滤芯插好后，去掉滤芯包装袋，再扣上压板固定，然后将金属罩壳安装好。7、打开外壳顶部的放气阀。8、稍微打开入口阀，使液体进入壳体，直到液体从壳体顶部的放气阀益出，此时关闭放气阀。9、缓慢调节打开下游出口阀，直至完全打开。10、缓慢调节打开入口阀，直至完全打开此时过滤器上、下游之间的压力降为0.02Mpa(确定流量下的初始压降)。 2.2.3 应用应用在化工石油领域：可以过滤润滑油、航煤等油品、分离从苯中的聚合物、回收催化剂、过滤催化油浆、过滤开桶后的原料、成品灌装前的保安过滤、拦截碳墨和助滤剂、滤清树脂、丙烯酸和黏胶乳剂、泵前保护4。在涂装行业：电泳漆过滤、超滤的保护过滤、脱脂工艺过滤、磷化液体的过滤、电泳漆除油、过滤清洗液、过滤金属漆、清漆等。在树脂涂料油墨行业：树脂等原料过滤、清除涂料中的纤维、凝胶、过滤溶剂、过滤研磨细度不达标颗粒、清除混合反应后的颗粒杂质、清除胶性涂料的凝结块、清除涂料中的油份。食品饮料行业：拦截造糖中的碳墨和助滤剂、食用油抛光、灌装前的保安过滤、各种工艺用水、糖浆等原料的过滤、去除调和工艺中产生的杂质、滤除饮料中的悬浮物、沉积物。在水处理和膜工业：HVAC系统净化、清除水管中的水垢或钙化物、原水的滤清、过滤处理废水的化学品、超滤膜、RO膜的前置保护、阻拦絮状物、胶状物、膜法提纯液的预过滤、拦截离子交换树脂。2.3 过滤器的参数计算过滤器的参数计算 2.3.1内筒体内压计算内筒体内压计算（1）计算条件计算压力 Pc=0.6MPa，设计温度 t=80，内径 Di=500mm，材料为0Cr18Ni9（板材），试验温度许用应力 =137.00MPa，设计温度许用应力 t =137.00MPa，试验温度下屈服点 s=205.00MPa，钢板负偏差 C1=0.60mm，腐蚀裕量 C2=0.00，焊接接头系数 =0.85，名义厚度n=5mm。（2）厚度计算计算厚度可按下列公式计算: mm29. 1mm60. 085. 013725006 . 0 2cticPDP（2.1）过滤器的设计及运动仿真5 有效厚度 mm4 . 4mm060. 0521CCne（2.2）压力试验时应力校核压力试验类型：液压试验试验压力值计算公式如下： PaPaPPtTM75. 0M1371376 . 025. 125. 1（2.3）压力试验允许通过的应力水平T MPasT50.18490. 0（2.4）试验压力下圆筒的应力 PaPaDPeeiTTM57.50M85. 04 . 42)4 . 4500(75. 02)(（2.5）因为 TT 所以校核合格（3）压力及应力计算最大允许工作压力计算公式如下： PaPaDPeitewM03. 2M4 . 450085. 01374 . 42)(2（2.6）设计温度下计算应力： PaPaDPeeictM99.42M4 . 42)4 . 4500(75. 02)(（2.7）校核条件 t t 结论：合格 2.3.2 内筒封头内压计算内筒封头内压计算（1）计算条件计算压力 Pc=0.6MPa，设计温度 t=80，内径 Di=500mm，曲面高度 hi=125mm，材料为 0Cr18Ni9（板材），试验温度许用应力 =137.00MPa，设计温度许用应力 t =137.00MPa，钢板负偏差 C1=0.50mm，腐蚀裕量 C2=0.00，焊接接头系数 =1.00。（2）厚度计算形状系数 11252500261226122iihDK（2.8）无锡太湖学院学士学位论文6 计算厚度 mm10. 1mm60. 050. 085. 013725006 . 015 . 0 2cticPDKP（2.9）有效厚度 mm5 . 4mm050. 0521CCne（2.10）最小厚度 min=2.00mm名义厚度 n=5.00mm结论：满足最小厚度要求（3）压力计算最大允许工作压力 PaPaKDPeitewM45. 2M5 . 45 . 0500111375 . 425 . 02（2.11）结论：合格 2.3.3 法兰计算法兰计算（1）计算条件设计压力 p=0.60MPa，计算压力 Pc=0.60MPa，设计温度 t=80。壳体的许用应力n=137.0MPa，nt =137.0MPa，材料名称 0Cr18Ni9。法兰的许用应力n=137.0MPa，nt =119.8MPa，螺栓的许用应力n=117.0MPa，nt =108.0MPa，材料名称35。螺栓公称直径 dB=20.0mm，螺栓根径 dd=17.3mm，数目为 20 个。垫片结构尺寸 Di=510.0mm，Db=590.0mm，D内=504.0mm，Do=630.0mm，D外=544.0MPa，l=8.0mm，如图 2.1 所示。过滤器的设计及运动仿真7图 2.1 垫片结构（2）螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷 WaWa= bDG y = 504297.3N （2.12）操作状态下需要的最小螺栓载荷 WpWp = Fp + F = 183130.0N （2.13）所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 4310.2mm2 （2.14）实际使用螺栓总截面积 AbAb =42根dn = 4698.0mm2 （2.15）垫片最小宽度 Nmin Nmin = GbbyDA28. 6= 4.4 （2.16）（3）弯矩计算外压 Mp 力矩计算 Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ) （2.17）内压 Mp 力矩计算 Mp = MD+MG+MT （2.18）式（2.17）中 FD = 0.785i2Dpc= 122507.1N，LD= 0.5(Db -Di)= 40.0mm，LG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mm，FT = F-FD = 8799.6N，LT= 35.5mm。式（2.18）中 FG = Fp = 51730.6N，，MG= FG LG = 1603678.1N.mm，MD= FD LD = 无锡太湖学院学士学位论文84900284.0N.mm，MT= FT LT = 312389.0N.mm。由式（2.18）计算可得：Mp = 6816351.0N.mm越紧力矩 Ma计算 Ma= W LG （2.19）式（2.19）中 W=Wa= 526980.1N，LG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mm。由式（2.19）计算可得：Ma= 16336671.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 aftfM 中大者，可得 Mo=14279681.0N.mm。（4）螺栓间距校核实际间距（2.20）mmnDLb7 .92最小间距 Lmin46.0mm （2.21）最大间距)5 . 0(62fBmaxmdL116.8mm （2.22）（5）输入法兰厚度 f = 48.0 mm，法兰应力校核，如表 2-1 所示。表 2-1 法兰应力校核计算值许用值剪应力校核结论lDWia141.11MPan18.0校核合格lDWip214.29MPatn 8 . 02校核合格（7）计算结果（2.23） mmDYMitfOfn7 .46结论：校核合格 2.3.4 开口补强计算开口补强计算（1）接管 N1、N2 计算条件接管 N1、N2 的补强计算，计算方法按照 GB150-1998 等面积补强法，如图 2.2 所示。计算压力 pc=0.6MPa，设计温度=80，壳体型式为圆形筒体，壳体材料名称及类型为0Cr18Ni9 板材。壳体开孔处焊接接头系数 =0.85，壳体内直径 Di=500mm，壳体开孔处名义厚度n=5mm，壳体厚度负偏差 C1=0.5mm，壳体腐蚀裕量 C2=0mm，壳体材料许用应力t=137MPa。接管实际外伸长度为 150mm，接管实际内伸长度为 0mm，接管焊接接头系数为 1，接管腐蚀裕量为 0，接管厚度负偏差 C1t =0.562mm，接管材料许用应力t=137MPa，接过滤器的设计及运动仿真9管材料名称及类型为 0Cr18Ni9 管材。图 2.2 接管简图 1（2）接管 N1、N2 的开孔补强计算，如表 2-2 所示。表 2-2 开孔补强计算 1参数数据参数数额壳体计算厚度 1.291mm接管计算厚度 t0.176 mm补强圈强度削弱系数 frr0接管材料强度削弱系数 fr1开孔直径 d81.12mm补强区有效宽度 B162.2 mm接管有效外伸长度 h119.11mm接管有效内伸长度 h20 mm开孔削弱所需的补强面积 A 104.8mm2壳体多余金属面积 A1260.3 mm2接管多余金属面积 A2143.8mm2补强区内的焊缝面积 A320.25 mm2 因为 A1+A2+A3=424.3 mm2 ，大于 A，所以不需另加补强。结论：补强满足要求，不需另加补强。（3）接管 N3 计算条件接管 N3 的开孔补强计算，计算方法按照 HG20582-98 等面积补强法，如图 2.3 所示，计算条件如下。计算压力 pc=0.6MPa，设计温度=80，壳体型式为椭圆形封头，壳体材料名称及类型为 0Cr18Ni9 板材。壳体开孔处焊接接头系数 =1，壳体内直径 Di=500mm，壳体开孔处名义厚度n=5mm，壳体厚度负偏差 C1=0.5mm，壳体腐蚀裕量 C2=0mm，壳体材料许用应力t=137MPa。椭圆形封头长短轴之比为 2，接管实际外伸长度为 120mm，接管实际内伸长度为0mm，接管焊接接头系数为 1，接管腐蚀裕量为 0，接管厚度负偏差 C1=0.438mm，凸形封头开孔中心至封头轴线的距离为 160mm，接管轴线与壳体表面法线的夹角为 22.61 度，接管材料许用应力t=137MPa，接管材料名称及类型为 0Cr18Ni9 管材。无锡太湖学院学士学位论文10图 2.3 接管简图 2 （4）接管 N3 的开孔补强计算，如表 2-3 所示。表 2-3 开孔补强计算 2计算截面图示截面计算截面与图示成90度的截面应力校正系数 F1应力校正系数 F1开孔直径 d30.22mm开孔直径 d27.88mm补强区有效宽度 B60.43mm补强区有效宽度 B55.75mm开孔削弱所需的补强面积 A29.81mm2开孔削弱所需的补强面积 A27.5mm2壳体多余金属面积 A1 106.2mm2壳体多余金属面积 A1 97.94mm2接管多余金属面积 A259.33mm2接管多余金属面积 A259.33mm2补强区内的焊缝面积 A312.25mm2补强区内的焊缝面积 A312.25mm2 图示截面计算结果 A1+A2+A3+A4 =177.7mm2 与图示成90度的截面计算结果A1+A2+A3+A4 =169.5mm2 计算截面的校核结果都合格。结论：补强满足要求，无需另加补强。2.4 过滤器过滤器部件设计部件设计 2.4.1 封头封头设计设计封头是压力容器重要的受压元件，其质量直接关系到压力容器的安全性。自 60 年代开始，我国陆续制定了一些封头标准，有的业已经过修订，如按结构型式分类的 JB576-95碟形封头、JB/T4737-95椭圆形封头、JB/T4738-9590折边锥形封头、JB/T4739-9560折边锥形封头和按成形方式分类的 JB/T4729-94旋压封头。这些标准对我国压力容器用封头的设计、制造、检验和验收，都起到过十分重要的作用，但也存在着分类方法不统一、标准内容相互不协调等问题。压力容器封头的用途十分广泛，它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。根据GB/T25198-2010压力容器封头选择合适的封头5。本标准的适用范围如下：1、本标准规定了钢制以及铝、钛、铜、镍及镍合金制压力容器用封头的制造、检验与验收要求，以及常用的封头型式与基本参数。2、本标准适用于整板、拼板采用冲压、旋压、卷制以及分瓣成形的压力容器用半球过滤器的设计及运动仿真11形、椭圆形、蝶形、球冠形、平底形和锥形封头。3、常压容器及其他承压设备用封头的制造、检验与验收要求可参照本标准执行。根据封头的计算，封头壁厚选择5mm，运用AutoCAD画出三维图，如图2.4所示。图2.4 上封头与下封头 2.4.2 法兰法兰设计设计压力容器法兰是压力容器的常用部件，是连接各种压力容器部件的基本元件，广泛地用于石油化工、电力、原子能、轻工等工业领域。对于容器而言，压力容器法兰应该是一个组件，包括法兰、垫片和连接螺栓或螺柱以及螺母，其作用是使不同的受压元件组合在一起，同时保证连接部位不产生泄漏。压力容器法兰，法兰连接的主要失效形式为接头的刚度失效，其外部表现形式为泄漏。压力容器内部的介质具有高温、高压的特点，同时具有易燃、易爆的特性或毒性，一旦产生泄漏，将发生严重的次生灾害，严重威胁压力容器木体和周围设备以及人员的安全。因此容器法兰的设计和选用应优先考虑的因素是整体密封性能。法兰是一种盘状零件，法兰都是成对使用的，在管道工程中最为常见。在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4 公斤以上压力的使用焊接法兰。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。根据 JB47004007-2000 压力容器法兰选择合适的法兰6，本标准适用范围如下：1、本标准规定了压力容器法兰的分类、规格，法兰、螺柱、螺母的材料及垫片的匹配，各级温度下的最大允许工作压力，技术要求以及标记。2、本标准适用于公称压力 0.256.40MPa，工作温度-70450的碳钢、低合金钢制压力容器法兰。本文的设计压力为 0.6MPa，设计温度为 80，材料选择 0Cr18Ni9。按设计要求选择无锡太湖学院学士学位论文12JB/T47012000 甲型平焊法兰，密封面结构型式选择凹凸密封面如图 2.5 所示。运用AutoCAD 三维建模建模如图 2.6 所示。图 2.5 凹凸密封面图2.6 甲型平焊法兰2.4.3 摇摇臂式臂式吊杆吊杆设计设计摇臂式吊杆的垫板和支承板与筒体焊接固定，利用耳环、销轴、开口销和活节螺栓将上封头与吊杆连接，在需要开启设备时利用导向套的导向作用，推动弯杆即可开始设过滤器的设计及运动仿真13备法兰。管帽、接管和长半径弯头采用焊接，使用605规格。加强筋使用323，很好的加强接管强度。螺母和垫片分别查找GB95-85与GB6170-86。此装备降低了人工成本，滤袋更换非常便捷，富有人性化的设计大大提高了本设计的使用性能。运用AutoCAD三维建模完成摇臂式吊杆组合件的设计，如图2.7所示。图2.7 吊杆 2.4.4 筒体设计筒体设计根据GB24511-2009承压设备不锈钢钢板及钢带选择合适的钢板，本标准适用范围如下：本标准规定了承压设备用不锈钢钢板及钢带的分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书等内容。本标准适用于宽度不小于600mm的承压设备用热轧、冷轧不锈钢钢板及钢带（含卷切钢板）。为了使压力容器上焊缝分布均匀、避免焊接残余应力相互叠加，有关压力容器规程中对焊缝的数量和布置做了具体的规定。（1）筒体拼接时，最短筒节的长度：对于中低压锅炉不应小于300mm，对于高压锅炉不应小于600mm；每节筒体，纵向焊缝的数量：筒体内径Di1800mm时，拼接焊缝不多于2条，Di1800mm时，拼接焊缝不多于3条；每节筒体两条纵焊缝中心线间的外圆弧长，对于中低压锅炉不应小于300mm，对于高压锅炉不应小于600mm；相邻筒节的纵向焊缝应相互错开，两焊缝中心线间的外圆弧长不得小于钢板厚度的3倍，且不得小于100mm。无锡太湖学院学士学位论文14 （2）封头和管板应尽量用整块钢板制成。如必须拼接，封头、管板的内径Di2200mm时，拼接焊缝不多于1条，Di2200mm时，拼接焊缝不多于2条；封头拼接焊缝离封头中心线距离应不超过0.3Di，并不得通过扳边人孔，且不得布置在人孔扳边圆弧上；管板上整条拼接焊缝不得布置在扳边圆弧上，且不得通过扳边孔；由中心圆板和扇形板组成的凸形封头，焊缝的方向只允许是径向和环向的。径向焊缝之间的最小距离应不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。（3）炉胆拼接焊缝的要求同于筒体。U形下脚圈的拼接焊缝必须径向布置，两焊缝中心线间最短弧长不应小于300mm。（4）管子对接焊缝不应布置在管子的弯曲部分。对于中低压锅炉，受热面管子直段上的对接焊缝的中心线至管子弯曲起点（或锅筒、集箱外壁，或管子支架边缘）的距离。至少为50mm，对高压锅炉，上述距离至少为70mm；锅炉范围内管道焊缝中心线至管道弯曲起点之间的距离不应小于管道的外径，且不小于100mm；受热面管子直段上，对接焊缝间的距离不得小于150mm。（5）受压元件主要焊缝及其邻近区域，应避免焊接零件。如不能避免时，焊接零件的焊缝可穿过主要焊缝，而不要在焊缝及其邻近区域中止。（6）开孔、焊缝和转角要错开。开孔边缘与焊缝的距离应不小于开孔处实际壁厚的3倍，且不小于100mm。在凸形封头上开孔时，孔的边缘与封头周边间的投影距离应不小于封头外径的10。开孔及焊缝不允许布置在部件转角处或扳边圆弧上，并应离开一定距离。根据设计的筒体长度为1484mm，两板焊接时应错开焊缝线。按照计算筒体结果，选择筒体壁厚为5mm，筒体开口方位图见总图，三维建模如图2.8所示。图2.8 筒体 2.4.5 复合滤筒复合滤筒设计设计滤筒，是一种用来进行过滤的筒状元件，滤筒一般分为用来过滤液体状介质的滤筒过滤器的设计及运动仿真15和过滤气体状介质的滤筒，通常我们所指的滤筒大多是用来过滤空气的，称之为空气滤筒（以下简称滤筒）。过滤液体是主要是用各种目数的金属丝网，除去液体中的杂质。滤筒属于表面过滤元件，它是利用滤材表面形成的微小透气组织阻挡掉空气中的粒状物质。常见滤筒的滤料有木浆纤维滤纸，纺粘法聚酯纤维无纺布，金属丝网，其中聚酯无纺布可以进行覆膜，防油防水，防静电处理。滤筒的用途：用于矿业、石油、化工、食品、医药、机械制造等行业。挤出机料简前由筛板支撑的不同网目的金属丝网组，其作用是过滤熔融料流和增加料流阻力，借以滤去机械杂质和提高混炼或塑化的效果。复合滤筒是过滤器设计中最富有科技含量的一部分，它是由两个大小不同的滤筒颠倒焊接而成，根据设计需求还可以设计成多滤筒型。这样的设计可以大大增加了过滤面积，提高过滤效率。根据设备最大处理量为 145m3 /h，过滤精度为 5m，滤件材质为聚酯，过滤面积3m2。运用三维建模如图 2.9 所示。图2.9 复合滤筒2.4.6 支座组件支座组件设计设计容器支座是容器放置的重要组成部分，能够支撑容器的设备重量、固定设备、支承无锡太湖学院学士学位论文16操作引起的振动、承受地震载荷和风载荷。结构型式由容器自身的型式决定，分为：卧式容器支座、立式容器支座和球形容器支座。卧式容器的支座可分为鞍座、圈座和支腿。立式容器的支座分为耳式支座、支撑式支座和裙式支座。球形支座可分为柱式支座和裙式支座。支承式支座可以用钢管、角钢、槽钢来制作也可以用数块钢板焊成。它们的型式、结构、尺寸及所用材料应符合 JB/T 4712-2007 容器支座。支承式支座分为 A 型和 B 型适用的范围和结构如表 2-4 所示。A 型支座筋板和底板的材料为 Q235-A，B 型支座钢管材料为 10 号钢，底板材料均为 Q235-A。支承式支座的优点是简单轻便，但它和耳式支座一样，对壳壁会产生较大的局部应力因此当容器壳体的刚度较小、壳体和支座的材料差异或温度差异较大时，或壳体需焊后热处理时，在支座和壳体之间应设置加强板。根据设计要求选择立式容器支座的支撑式支座及支腿，如图 2.10 所示。表 2-4 形式特征型式支座号垫板适用公称直径 DN钢制焊接 A14有8002200mm钢制焊接 A56有24003000mm钢管焊接 B18有8004000mm图 2.10 支承式支座过滤器的设计及运动仿真173 SW6-98 软件的应用软件的应用3.1 SW6-98 软件介绍软件介绍多年以来，SW6作为一个工程设计计算软件在化工设备设计领域为广大工程师提供了巨大的帮助，已成为设备设计人员进行设备设计、方案比较、在役设备强度评定等工作所不可缺少的重要工具。随着国标GB150、GB151及其其它相关标准的更新改版，SW6的计算内容也必须进行更新。另外，近些年来计算机的软、硬件技术已取得了很大的进展，基于DOS系统的SW6在用户界面上已显得陈旧，因此，也有必要在这方面对其进行改进。这次新推出的过程设备计算软件包SW6-1998即是在最新改版的国标基础上，对计算内容和用户界面都作了较大的更新和修改。在内容上，本软件包增强了设备计算的功能，并增加了一些HGJ18-89（即HG20582-1998）中的压力元件计算内容。SW6-1998对SW6的更直观的改进在于用户界面，SW6-1998的运行环境为Windows系统。像众多的Windows应用软件一样，SW6-1998将使用户感受到直观、方便、灵活的特性。新版的GB150和GB151在材料、外压锥壳计算、高压静密封、U形管换热器管板等方面都作了较大的修改。SW6-1998当然对这部分计算内容进行了必要的修改以同国标相一致。同时，考虑到在工程上设计人员有时需对国标GB150和GB151中未列入的压力元件进行设计计算，SW6-1998在保留原SW6中有关HGJ16-89的内容外，又增加了一些零部件的计算内容，如无垫片密封焊、非圆形法兰、卡箍、内压弯头、三通和Y形管的计算等。在SW6-1998中，单独有一个另部件计算程序对那些不常使用的另部件进行设计计算。SW6-1998同SW6相比，另一个较大的改进在于使用方法上。SW6-1998的使用和数据存放都是以一个设备为基础。在SW6-1998中，包含了10个设备计算程序。每一个设备计算程序既可以进行设备的整体计算，也可以进行该设备中某一个零部件的单独计算。这使得有经验的设计人员在应用本软件时可以有较大的自由度，又能很方便地进行多种方案的比较。可以说，SW6-1998的这一结构具有相当的灵活性，兼顾了一般和资深设计人员的要求。另外，象原SW6一样，SW6-1998并不限制用户必须使用GB150所提供的材料。如果设计人员选用GB150的材料，则SW6-1998提供材料各种性能数据库，即这些数据将不要求用户自己输入。用户还可以通过两种方法来使用GB150以外的其它任何材料。一种方法是用户可自行建立材料性能数据库（SW6-1998提供了一个操作极其方便的用户材料数据库管理程序），那么程序在运行时将象GB150的材料一样处理。第二种方法是用户可在数据输入时将所有计算所需要的材料性能数据都通过键盘输入。由于SW6-1998的运行环境不再是DOS，而是Windows，因此它的用户界面比SW6有了很大的提高，具体表现在以下几方面：1、在数据输入时，用户可随时退出程序运行。这时，已输入的那些数据将自动存放在用户所指定的文件中。用户可以在以后再次打开这个文件继续进行数据输入或运算。 2、程序运行时，数据输入和运算可以任意交替进行（当然，每一个零部件计算所需要的数据必须先予输入）。一个设备中各个另部件的计算次序完全可由用户自行决定(塔设备和球罐除外)，也可由程序来决定（当选择设备整体计算时）。 3、对于某些结构数据的输入，在界面上采用了图形提示的方式。如平盖结构选择、法兰形式选择、外压筒体计算长度输入等等。同时，在大多数的输入页面上都有“帮无锡太湖学院学士学位论文18助”按钮，可以方便地随时获得帮助。 4、在一个设备计算程序中，各数据输入页面可方便地随意切换。这使得在读了计算模块所生成的屏幕输出结果提示以后，能很方便地修改数据再行运算。 5、计算结果将以两种形式输出。一种是将屏幕上所显示的简单结果直接打印，这种形式主要提供给设计人员在使用本软件时能快速打印结果以调整数据反复运算之用。另一种是通过WORD以表格形式打印输出或作为文件存放。这种形式将使存档文本显得更加规范。相信在使用了SW6-1998后会感到本软件同SW6相比，无论是内容还是形式确实有了很大的提高，对过程设备设计工作能提供更大的帮助。3.2 SW6-98 软件结构及一般使用指南软件结构及一般使用指南SW6-1998共有10个设备级计算程序、一个零部件计算程序和一个用户材料数据库管理程序。本软件安装完毕后会形成对应于这12个程序的一组图标，用户点击图标就能使某个程序运行。为了便于用户保存管理文档，输入数据的文件主名由用户指定，该主名将包括存放路径。SW6-1998对每一种设备的输入数据文件都规定了一个后缀名。10个设备计算程序和一个零部件计算程序及其输入数据文件的后缀名列如表3-1所示：表3-1 后缀名列表程序计算内容输入数据文件名后缀名程序计算内容输入数据文件名后缀名塔设备.col浮头式换热器.efe填函式换热器.efe带夹套立式容器（带或不带搅拌）.rec高压设备.hpv卧式容器.htk球形储罐.sph固定管板换热器.fix非圆形容器.ncvU形换热器.uex零部件.par在程序运行时会形成一些结果数据文件，这些文件将被用来生成WORD文档以打印输出。这些结果数据文件的主名将同用户指定的输入数据文件主名一样，但后缀名将由程序按一定的规则确定。实际上，结果数据文件的后缀名是按照零部件分类来指定的。虽然不同类型的设备允许取相同的文件主名，但如在同一个目录下，则不同设备上的相同零部件(如卧式容器和固定管板换热器上的筒体)的结果数据文件将由于同名而会相互覆盖，使得可能输出错误的结果。因此，建议用户为每一个设备指定一个目录，以便于管理。在每一个设备计算程序中包含着该设备所常见的零部件计算。如立式容器计算程序中包含了筒体、各种封头、夹套、设备法兰、开孔补强及搅拌轴的计算。而如果设计人员想要知道卧式支座的应力及其所引起的筒体应力，则应运行卧式容器计算程序来进行计算得到。同理，如要进行膨胀节的刚度和强度校核，应运行固定管板换热器计算程序。在本软件包的零部件计算程序中包含了一些在大部分设备设计中较少考虑的零部件以及4个最常用的零部件的计算内容，它们是：筒体、封头、法兰、开孔补强、卡箍结构（HGJ16-89）、三通、单斜和多斜弯管、内压弯头、无垫片法兰、带法兰凸形封头以及局过滤器的设计及运动仿真19部应力计算。除了前面4个最常用的结构之外，其它的结构不包含在任何一个设备计算程序中。因此，如要进行这些结构的计算，必须运行零部件计算程序。由于SW6-1998的结构是以不同的设备为基础，又能够对设备中的零部件进行单独计算。因此，在数据输入时，各零部件输入数据中有关设备的设计数据值是一致的。例如，在筒体计算时，需要输入设计压力和液柱静压力，在法兰计算时，也需输入设计压力和液柱静压力。如在筒体数据输入时已输入了这两个值，则在法兰数据输入时，这两个值会自动显示在数据输入框内。同样地，如在法兰数据输入时，修改了这两个值，则包括筒体在内的其它零部件的设计压力和液柱静压力都会随之改变。因此，在数据输入或零部件计算时，应从最基本的零部件开始，如筒体、封头等，以方便操作。3.3 SW6-98 软件软件的使用的使用 3.3.1 软件模块计算项目软件模块计算项目根据设计要求，对立式容器进行设计，本模块计算项目包括：内圆筒及其上封头（包括平盖）、下封头的内、外压设计或校核；夹套筒体及其封头的内压设计或校核；内圆筒及其上、下封头，以及夹套及其封头的开孔补强设计或校核；设备法兰校核或厚度设计；搅拌轴设计或校核。 3.3.2 软件计算校核软件计算校核运用软件数据分析对本文所设计的部分零件进行校核计算，选择不同的模块计算项目一一进行计算分析。1、封头型式:内筒的上封头可以是椭圆封头、球形封头、碟形封头或平盖，内筒的下封头及夹套封头可以是椭圆封头、球形封头、碟形封头、无折边或有折边锥形封头。根据本文设计选择椭圆封头，输入封头数据如图3.1所示。图3.1 上封头数据无锡太湖学院学士学位论文202、设备计算时，内筒壳体必须进行内压或外压的设计或校核；计算夹套封头时必须选中内筒筒体下封头计算选项，如图3.2所示。图3.2 下封头数据3、当对内筒和夹套都受压的壳体设计计算时，如内圆筒体为非真空容器，程序首先对内圆筒壳体进行内压设计计算，然后用内压计算出的名义厚度对内圆筒壳体进行外压校核，如外压校核合格，程序选取内压计算厚度作为内圆筒体壳体厚度，并同时分别输出内、外压的计算结果；如用内压计算出的名义厚度对内圆筒壳体进行外压校核，校核不合格时，程序将分别输出内、外压的计算厚度，用户可选取合适的厚度，然后程序将根据用户选取的壳体厚度自动进行内、外压校核，如图3.3所示。图3.3 圆筒数据过滤器的设计及运动仿真21 4、当对内筒和夹套都受压的壳体校核计算时，如内圆筒体为非真空容器，程序将分别对内圆筒壳体进行内、外压校核，并输出校核结果。 5、开孔补强计算：（1）要求对内圆筒及其上、下封头，以及夹套及其封头壳体作整体补强时，程序会自动将整体补强计算得到的壳体厚度与内、外压设计计算得到的厚度进行比较，如整体补强计算得到的壳体厚度大于内、外压设计计算得到的厚度，程序会自动再次进行内、外压计算，并将所得计算结果输出，如图3.4所示。（2）根据立式（包括带夹套）设备的常见接管配置，本模块规定各受压元件处计算开孔补强的最多接管个数为10个。图3.4 开孔补强数据6、鉴于工程上对管法兰总是选用标准，需要进行计算的多为设备法兰，因此，在SW6-1998中，所有设备计算程序中的法兰计算都是指用以筒体间连接或筒体与封头连接的设备法兰，唯有零部件计算程序中的法兰计算包括管法兰。这个差别主要表现在数据输入上，设备法兰数据中的法兰结构尺寸是同筒体的结构尺寸相关联的，而接管法兰的数据没有这种关联。本模块能对松式、整体、任意式、反向法兰和宽面法兰进行设计和校核计算。如进行校核计算，则不管校核是否合格，都将在计算结果的屏幕输出中提示用户能满足设计条件的法兰的最小合格厚度。但这个厚度值是针对当前设计条件得出的，不一定是一个较合理的值。特别当法兰的计算弯矩由预紧弯矩决定时，减少螺栓的个数或减小螺栓的公称直径可能会得到更为合理的结果。对于任意式法兰，程序将自动判定是按照松式法兰还是整体法兰进行计算。在进行法兰应力计算之前，本模块将首先校核法兰螺栓间距是否满足GB150中第节的要求。无锡太湖学院学士学位论文22如不满足这一节中有关最大和最小间距的要求，本模块将继续计算，但在结果输出时会在屏幕上提示用户修改螺栓尺寸和个数。如果螺栓强度校核不合格，则程序将停止继续计算，并不会形成计算书数据文件。但会在屏幕上输出螺栓强度计算结果，如图3.5所示。图3.5 设备法兰数据 7、根据软件主要计算结果分析如图3.6所示，本文所计算的筒体、法兰、封头和开口补强都符合设计要求，校核都合格。过滤器的设计及运动仿真23图3.6 计算结果4 UG 软件的应用软件的应用4.1 UG 软件介绍软件介绍 UG 是起源于美国麦道(MD)公司的产品，1991 年 11 月并入美国通用汽车公司 EDS分部。如今 EDS 是全世界最大的信息技术(IT)服务公司，UG 由其独立子公司 Unigraphics solutions 开发。Unigraphics solutions 己在纽约股票交易所上市。UG2005 年的收入达 11.5亿美元，CIMdata 对 PLM 市场收入进行的协同产品定义管理(CPDM)调查中，UGS 已连续五年居榜首。UGNX（简称 UG）是 UGS 五大产品之一(Team center、NX、solid Edge、E-factory、PLM components)，是集 CAD、CAE 和 CAM 于一体的机械工程设计辅助系统，该软件能适应多种复杂的曲面造型和参数化实体造型，可以直观、准确地反映零、组件之间的装配关系，使产品开发完全实现设计、分析、制造的无图纸生产，并可使产品设计、工装设计和制造等工作并行开展，适用于各种产品的设计与开发，因此而广泛应用于汽车、航空、船舶、通用机械、电器和玩具等行业，以及模具等的设计、分析及制造工程。UG 采用基于特征的实体造型，具有尺寸驱动编辑功能和统一的数据库，实现了 CAD、CAE、CAM 之间无数据交换的自由切换，它具有很强的数控加工能力，可以进行 2 轴-5 轴联动的复杂曲面加工和镗铣。UGS 拥有 4600 家客户，全球装机量近 40万台套。在全球排名前 30 强的汽车原始设备制造商中，有多达 27 个制造商使用 UGS 软件。在美国航空航天工业己安装有 1000 多套 UG。UGS 在喷气发动机行业位居领先地位。UGS 目前也遍及到机械、医疗设备、电子、高技术和消费品工业，用户包括松下、3M、Philips Electronic、Gillette Company 等7。UG是一个完整的产品解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG能够有效地捕捉、利用和共享数字化工程完整过程中的知识，事实证明为企业带来了战略性的收益。UG系统运行环境：（1）硬件(机型)：HP9000、Sun、DEC、SGI、IBMRS/6000、PC(如Founder)。（2）软件(操作系统)：WindowSNT、VMS、UNIX。（3）用户界面：菜单选择、窗口功能、键盘、鼠标器输入。（4）网络：TCP/IP网络协议。（5）数据库：IMAN可提供独立运行的、面向对象的集成管理数据库系统。4.2 UG 功能与优点功能与优点 UG的主要特点：提供特征化、参数化及变量化的概念设计；采用非均匀有理B样条(NURBS)作为曲面造型的数学基础8；采用区别于多面体的曲面实体造型，使线框模型、曲面模型和实体模型融为一体；提供可以独立运行的面向对象的集成管理数据库系统，使CAD、CAM、CAE9各部分的数据能够进行自由切换；具有良好的二次开发接口和工具。它的这些主要特色可以在以下几方面得到体现： (1)高效方便的交互式绘图建模操作的人机接口。 (2)多种绘图建模应用工具箱。丰富的功能使用户可以以最方便快捷的方法达到要求的目的。无锡太湖学院学士学位论文24 (3)分析计算功能是UG的一大特色。可以对图形、实体进行面积、体积、惯性矩等几何属性计算、质量属性计算(重心、惯性矩)，这方面极具潜力，可做进一步深层次开发。 (4)逼真而且直观的显示功能。借助硬件图形加速器及软件的图形驱动器的协作，对建造的模型执行旋转，透视，照光等显示功能，可以让用户方便地检查(视觉上)自己的设计，增强人直觉的主观能动性在人机工作系统中作用的发挥。 (5)UG 是适于分布式的网络计算环境，并非限于一台主机。4.3 UG 主要功能模块主要功能模块UG所包含的主要功能模块，本文主要介绍计算机辅助设计CAD模块、计算机辅助工程分析CAE模块、计算机辅助制造CAM模块10。1计算机辅助设计CAD模块(1)UG/Gateway（UG/入口） UG/Gateway是连接UG软件所有其他模块的基本框架，是启动UG软件时运行的第一个模块9，该模块为UG软件的其他各模块运行提供了底层的统一数据库支持和一个窗口化的图形交互环境，执行包括打开、创建、存储、屏幕布局、图层管理、绘图输出、绘图机队列管理、模块使用权浮动管理等关键功能。(2) UG/Solids Modeling（UG/实体建模） UG/Solids Modeling基于约束的特征造型功能和显式的直接几何造型功能无缝地集成一体，使用户可以充分利用集成在先进的参数化草图工具、尺寸驱动编辑和用于一般建模和编辑工具，使用户既可以进行参数化建模又可以方便地用非参数方法生成二维、三维线框模型，扫掠和旋转实体以及进行布尔运算：也可以部分参数化或将非参数化模型后参数化，方便地生成复杂机械零件的实体模型。(3)UG/Features Modeling（UG/特征建模） UG/Features Modeling特征建模模块用工程特征来定义设计信息，在UG/Solids Modeling建模模块基础上提高了用户设计意图表达特征的生产和编辑，包括各种孔、键、槽、凹腔、方形凸垫、圆柱凸台以及各种圆柱、方块、圆锥、球体、管道、杆、倒圆、倒角等，同时也包括抽空实体模型、产生薄壁实体的能力。这些特征均被参数化定义，可对其大小及位置进行尺寸驱动编辑。(4)UG/Freeform Modeling（UG/自由曲面建模） UG/Freeform Modeling模块把实体和曲面建模技术融合在一组强大的工具中提供生成、编辑和评估复杂曲面的强大功能，可以方便地设计如飞机、汽车、电视机以及其他工业造型设计产品上的复杂自由曲面形状。这些技术包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面，通过两组正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动、等距或不等距偏置等。(5)UG/Assembly Modeling（UG/装配建模） UG/Assembly Modeling提供并行的自顶而下和自下而上的产品开发方法，其生成的装配模型中零件数据是对零件本身的链接映象，保证装配模型和零件设计完全双向相关，并改进了软件操作性能，减少了对存储空间的需求。零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配模型下的零件直接修改零件设计。该模型提供包括坐标定位过滤器的设计及运动仿真25和逻辑对齐、贴合、偏移等灵活的定位方式和约束关系，在装配中安放零件或子装配件，并可定义不同零件或组件间的参数关系。参数化的装配建模提供描述组件间配合关系的附加功能，也可用于说明通用紧固件组和其他重复部件。(6)UG/WAVE（UG/产品参数化设计) UG/WAVE技术使总体设计更改自上而下自动传递11。该技术可用于从产品初步设计到详细设计的每个阶段。UG/WAVE技术帮助用户找出驱动产品设计变化的关键设计变量并将这些变量放入UG腑胤厄顶层控制机构中子部件和零件的设计则与这些变量有关，对这些变量的更改将自动更新顶层结构和与其相关的子部件和零件。UG/WAVE解决了大型产品设计中的设计更改控制问题，是面向产品级的并行工程技术。(7)UG/Drafting（UG/工程制图） UG/Drafting使用户可以从UG三维实体模型得到完全双向相关的二维工程图。该模块可生成与实体模型相关的尺寸标注，保证工程图随实体模型的改变而同步更新。可快速布置二维图的多个视图，包括各种剖视图、向视图和局部放大图，可根据装配信息自动生成零件明细表。(8)UG/SheetMetal Design（UG/钣金设计) UG/SheetMetal Design提供基于参数、特征方式的钣金零件建模功能，可生成复杂的零件，可对其进行参数化编辑，能够定义和仿真饭金零件的制造过程，对饭金零件模型进行展开和折叠的模拟操作。可为后续的应用生成精确的二维展开图样数据。2计算机辅助工程分析CAE模块(1)UG/scenario for Motion （UG/机构运动及动力学分析) UG/scenario for Motion是一个集成的关联的运动分析模块，提供了机械运动系统的虚拟样机。能够对机械系统的大位移复杂运动进行建模、模拟和评估，提供了对静态、运动学和动力学模拟的支持。通过使用各种各样的运动对象，包括运动副、弹簧、阻尼器、运动驱动器、力、扭矩和柔性套管，来创建和评估虚拟样机。此外，还可以很容易对刚体的自由运动和刚体接触进行建模、模拟。(2)UG/scenario for structure（UG/结构分析建模与解算） UG/scenario for structure是一个集成化的有限元建模及解算的工具，它能够对UG的零件和装配件进行前/后处理，用于工程学仿真和性能评估。它便于用户快速地预测和优化仿真工程，以对不同的设计方法做出反应。通过提供强大的仿真建模工具，不可一整套的NX建模工具和高级仿真建模工具，用户可以轻易地改变模型特征参数，快速创建众多结合的仿真模型，以便性能评估。3计算机辅助制造CAM模块(1)UG/CAM BASE（UG/加工基础模块) UG/CAM BASE提供连接UG所有加工模块的基础框架12，它为所有UG的加工模块提供了一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观察刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时还可用于钻孔、攻丝和键孔等加工编程。(2) UG/Post Exec&Builder（UG/加工后处理) UG/Post Exec&Builder13使用户可方便地建立自己的加工后处理程序，该模块适用于无锡太湖学院学士学位论文26目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，该模块在多年应用实践中己被证明适用于2-5轴或更多轴的铣削加工、2-4轴的车削加工和电火花加工。(3)UG/CAM visualize14（UG/2-5轴数控加工仿真) 该模块采用人机交互方式，可模拟、检验和显示NC刀具的路径，是一种花费少、效率高，不用机床就能验证数控程序的好方法。通过定义被切零件的毛坯形状，调用NC轨迹数据，就可以检验由UG生成的刀具路径的正确性。4.4 过滤器运动仿真分析过滤器运动仿真分析在毕业设计中我利用 UG 对我设计的复合型袋式精细过滤器进行了 3 维建模，形象的表现了我所设计的过滤器的各个零件的外形，对各个零件进行了单独建模，按照所设定的尺寸勾画出零件的 3D 外貌。 UG 自带的机构运动分析模块 MOTION 提供机构仿真分析和文档生成功能，可在 UG环境定义机构，包括铰链、连杆、弹簧、阻尼、初始运动条件、添加阻力等，然后直接在 UG 中进行分析，仿真机构运动。可以分析反作用力、图解合成位移、速度、加速度曲线，反作用力可输入有限元分析15。采用 UG 自带的机构运动分析模块 MOTION 提供机构的仿真分析功能可以极其方便的对设计方案进行模拟、验证、修改、优化，彻底改变传统机械设计方案需要组织研究团队进行复杂设计计算，制造物理机验证结果的冗长过程，缩短生产周期，节约设计成本。掌握了此方法，就可以在极短的时间内给出完整且极具说服力的设计方案。接下来本论文将结合过滤器介绍三

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。