497 M200B气瓶的三维造型设计【说明书+SOLIDWORKS】
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计论文开题报告学生姓名石芳学号05010204专业机械工程及自动化设计论文题目M200B气瓶的三维造型设计指导教师黄新燕张乐莹2009年3月22日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“20090315”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述摘要本文简述了气瓶的分类、发展、优化设计及储存与管理，优化后的气瓶性能有较大提高，并且简单介绍了国内外气瓶的现状与发展，以及我们存在的一些问题。它山之石，可以攻玉，希望对我国气瓶的发展有所帮助。同时还介绍了几种主要三维设计软件的特点及区别，突出SOLIDWORKS的优点及实用性。关键词分类发展三维设计SOLIDWORKS1气瓶的分类气瓶是指在正常环境下4060可重复充气使用的，公称工作压力为0MPA30MPA表压，公称容积为04L1000L的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器1。11按公称压力和公称容积分类（1）2000年版的气瓶安全监察规程中，对于盛装永久气体的气瓶，公称工作压力是指在基准温度时（一般为20）所盛装气体的限定充装压力；对于盛装液化气体的气瓶，是指温度为60时，瓶内气体压力的上限制。公称工作压力8MPA30MPA为高压气瓶，公称工作压力10MPA5MPA为低压气瓶。（2）气瓶的公称工作压力、最高充装压力、水压试验压力等之间的关系以公称工作压力为15MPA的气瓶为例，水压试验压力是公称工作压力的15倍，为225MPA，而最高充装压力，是指在基准温度时一般为20公称工作压力为15MPA所盛装气体的限定充装压力，也是公称工作压力加上温升（最高为60）压力之和，最高充装压力应是水压试验压力的08倍，为18MPA。（3）气瓶安全监察规程中规定气瓶的公称容积为04L3000L。其中等于、小于12L为小容积；12L100L为中容积；大于100L为大容积1。直观表示方法如图1所示。水压试验压力（225MPA）最高充装压力（18MPA）15倍公称工作压力温升压力08倍水压试验压力公称工作压力（15MPA）图112按充装介质分类有永久气体气瓶、液化气体气瓶、溶解乙炔气瓶。13按气瓶材质和使用分类分为钢制无缝气瓶、钢制焊接气瓶、液化石油气钢瓶、溶解乙炔气瓶、纤维缠绕气瓶2。2国内外气瓶的发展目前国内有许多厂家的钢瓶、塑料内胆或铝内胆缠绕气瓶的性能称定,工艺成熟,市场较好纯钢质气瓶是由无缝钢管经热压拉拔后成型,满足其使用性能和制造工艺要求,气瓶重量难以降低,壁厚误差较大,其重量与容积比一般大于125KG/L。而铝内胆或塑料内胆加玻璃纤维“茧式”缠绕的复合材料气瓶,该类气瓶价格高,工艺复杂,所使用的设备昂贵,而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐渐失去弹性及密封性，从而降低气瓶的使用性能,其重与容积比一般为03KG/L07KG/L3。自上世纪后半叶以来,复合材料气瓶在西方国家得到飞快的发展。以CNG气瓶的研制和开发方面为例,美国的LINCOL公司、SCI公司、和HYDOSPIN公司都走在世界前列。改革开放后的中国自然也应当有所作为,国内许多公司企业、科研院所以及高等院校也纷纷加入到这个行列中来,经过数年努力,他们都拿出了自己的产品或研究成果4。国际和国外先进气瓶附件标准包含了其先进的技术和管理水平,也反映了工业发达国家的整体生产力水平。特别是大部分国际和国外先进标准如ANSI、UL、EN、ISO是在近期制定和修改的,反映了国际上先进的学技术、管理和整体生产力水平。通过整理、分析和消化,结合我国的实际情况,有效地采用国际和国外先进标准,可以为提高标准的实用性和科学性提供依据,从而使我国的气瓶附件生产水平大大地迈进一步5。3三维设计随着计算机辅助设计技术的飞速发展与功能的不断完善，为工程技术人员提供的高效方法和手段越来越丰富。尤其是三维CAD/CAM软件的广泛应用与普及，使得现代机械产品设计逐步进入三维设计时代6。三维设计具有形象、直观、精确、快速的特点，在产品开发、结构分析、产品性能的评估、确定和优化物理样机参数过程中起到决定性作用，为新产品研发一次成功，提供了强有力的技术支持7。常用的三维建模软件主要有SOLIDWORKS，PROE，UG和CATIA等。31SOLIDWORKSSOLIDWORKS是基于WINDOWS环境的软件。为广大工程技术人员提供的用户界面更友好，运行环境更大众化，各种专业功能更加齐全。在单一的WINDOWS界面上有无缝集成实体造型、有限元分析和优化设计、装配、三维机构运动仿真、运动干涉检查、工艺规程生成、数控加工、三维实体图转化二维工程图、产品数据共享与集成功能等8。SOLIDWORKS作为三维设计软件中重要一员，以上手快、容易掌握，建模方便、快捷高效等特点，受到众多设计工程师的青睐虽然在曲面设计和动态模拟功能方面有一定的局限，但在SOLIDWORKS2007中，此功能已经有了重大改进，通过一定的专门的技能培训，SOLIDWORKS更能发挥其在设计中的优势9。由于SOLIDWORKS，已广泛运用于企业的产品设计，因此，学生在学习工程制图的同时还可了解工具软件，为以后的工作打下良好的基础10。32PRO/ENGINEERPRO/E是全方位的面向3D产品开发的集成化软件，自1988年问世以来，凭借着其强大的3D功能，已成为当今最普及的CAD/CAM软件之一。PRO/E软件集零件设计、产品装配、模具设计、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动测量、机构仿真、应力分析和产品数据库管理等功能于一体，在机械、电子、汽车、航天、模具、工业没计等行业得到了广泛应用11。33其他三维建模软件UG、CATIA端的软件，UG、CATIA航天类用的多（不过国内航空五所也用SOLIDWORKS,汽车类用做设计的也比较多（奇瑞CATIA通用UG,另外UG的加工不错，在欧洲用的最多的是POWMILL公司采用的也是UG加工12。随着AUTOCAD产品的不断升级更新，其三维建模功能会越来越强大。要想熟练地运用AUTOCAD建立三维模型，提高建模效率，除了综合运用本文介绍的方法和技巧外，还必须努力挖掘AUTOCAD新的三维建模功能13。34主要软件对比UG主要应用在航空航天、汽车、通用机械、模具、家电等领域。采用基于约束的特征建模和传统的几何建模为一体的复合建模技术。在曲面造型、数控加工方面是强项，但在分析方面较为薄弱。但UG提供了分析软件NASTRAN、ANSYS、PATRAN接口；机构动力学软件IDAMS接口；注塑模分析软件MOLDFLOW接口等。UNIGRAPHICS提供给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字的产品模型14。PRO/DESIGNIER是工业设计模块的一个概念设计工具，能够使产品开发人员快速、容易的创建、评价和修改产品的多种设计概念。可以生成高精度的曲面几何模型，并能够直接传送到机械设计和/或原型制造中。PRO/NETWORKANIMTOR通过把动画中的帧页分散给网络中的多个处理器来进行渲染，大大的加快了动画的产生过程。从软件的三维造型特点来看，UG软件属于复合建模，适于复杂的曲面设计；PRO/ENGINEER软件采用全参数化造型技术，比较适于零件相对简单，部件结构比较复杂的产品设计15。SOLIDWORKS软件是世界上第一个基于WINDOWS开发的三维CAD系统。功能强大、易学易用和技术创新是SOLIDWORKS的三大特点，使得SOLIDWORKS成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SOLIDWORKS能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。与其他三维软件相比，SOLIDWORKS不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作更加简单方便易用。参考文献1陈允中压力容器设计手册M北京中国石化出版社，20062郝澄，汪洋气瓶充装与安全M北京化学工业出版社，200781883张永清，吉毅松梁永生,王占英,张永卫焊接金属内胆环向缠绕气瓶的发展概况和性能实验研究J河北建筑工程学院报,2004,2241051074张洁国内复合材料气瓶发展及气瓶标准概况J纤维复合材料，2007，38338395孙黎,汤晓英,毛冲霓浅论我国气瓶附件标准体系和技术要求的完善J阀门，2007，2936赵韩，吴振华，陈兴玉，宋小波基于设计计算的齿轮三维设计系统的研究J机械传动，2008，32（1）47507黄曦，王人鹏，罗永峰基于二维工程图的大型复杂结构体系三维实体建模方法J结构工程师，2008，126318鲁士军SOLIDWORKS/COSMOSWORKS对称约束在有限元分析中的应用实例JSOLIDWORKS设计、验证、仿真一体化专区通讯,2008,742459刘演龙SOLIDWORKS在异形零件建模中的应用J四川兵工学报，2008，29（3）505410高晓晋,李梅,杨清荣利用SOLIDWORKS系列零件功能建立教学模型J昆明冶金高等专科学校学报，2007，3767811柯晓华，陈冰冰，安磊，曾勇涛基于PRO/E的模具CAD/CAMJ上海工程技术大学学报，2008，22（2）818512李翔SOLIDWORKS和PROE软件的区别JCAD/CAM与制造业信息化,2004,10717613徐琳基于AUTOCAD的三维实体建模探讨JCAD/CAM与制造业信息化,2008,81949514赵华,刘德仿,周临震UG在我国的研究、应用现状及进展J现代情报，2008，28（10）13714115黄晓峰PRO/ENGINEER在机械专业教学中的应用与实践J考试周刊，2008，101（21）9799毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）一、课题研究内容钼是一种银白色金属，其粉体遇高热、明火能燃烧甚至爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。因此对盛装此类物质的气瓶应有较高的密封要求。气瓶是一种盛装各类气体的移动式压力容器，在各行各业的需要日益增长，而且要求也越来越高。三维造型设计是从产品到仿真分析直至制造的一体化设计理念。本课题为M200B气瓶的三维造型设计。二、研究途径利用SOLIDWORKS设计软件，完成CAD三维造型设计1、根据要求，完成产品中各个零件的造型2、运用软件完成产品的装配3、生成产品及包括的零件的工程图毕业设计（论文）开题
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