UG環(huán)境下閘閥結構的虛擬設計

　　為提高閘閥結構的設計水平和能力，將虛擬設計技術(shù)引入到閘閥開(kāi)發(fā)的實(shí)踐中，討論了閘閥虛擬設計的實(shí)現策略，基于UG集成環(huán)境實(shí)現了閘閥的虛擬設計和裝配，提高了閘閥結構設計的品質(zhì)和效率。

　　閘閥是流體管路的控制裝置，用來(lái)切斷和接通管路中介質(zhì)、阻止管路中介質(zhì)倒流、調節管路中介質(zhì)的壓力和流量，以及改變管路中介質(zhì)的流動(dòng)方向等。閘閥的應用非常普遍，結構和種類(lèi)眾多，由于材料、工藝和設計水平的限制，我國大多數閘閥設計和制造單位，仍采用半經(jīng)驗、半理論的傳統設計方法，許多設計問(wèn)題不能在設計階段及時(shí)發(fā)現，導致了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期延長(cháng)，也遠遠不能滿(mǎn)足用戶(hù)對產(chǎn)品的個(gè)性化和多樣化需求，影響了閘閥產(chǎn)品的競爭力。

1、閘閥的設計工具

　　隨著(zhù)計算機硬件性能的提高和軟件價(jià)格的下降，使得進(jìn)行虛擬開(kāi)發(fā)的工具非常多，常用的計算機輔助設計軟件有UG、Pro/E、SolidWorks等等。本文采用UG進(jìn)行閘閥結構的虛擬設計。

　　UG是美國UGS公司的主導產(chǎn)品，是全球應用最普遍的CAD/CAM/CAE計算機集成軟件之一，廣泛應用于機械、汽車(chē)、飛機、電器、化工等行業(yè)中。

　　UG的主要特點(diǎn)包括：

　　(1)無(wú)縫集成的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。UG是集CAD/CAM/CAE于一體的集成化計算機輔助設計系統，可以完成從產(chǎn)品的概念設計、造型設計、詳細設計、運動(dòng)和動(dòng)力分析等全過(guò)程工作，整個(gè)系統采用統一的數據庫，減少了數據的重復，為協(xié)同工作提供了基礎。

　　(2)基于裝配的產(chǎn)品設計技術(shù)。UG可以采取自頂向下的設計方法，逐步設計出每一個(gè)零件。不管是小的產(chǎn)品，還是大的系統，UG都可以提供產(chǎn)品級的解決方案。

　　(3)相關(guān)性。同一模型文件，各幾何對象之間保持完全相關(guān)。通過(guò)裝配建模技術(shù)，可以實(shí)現不同模型文件之間的關(guān)聯(lián)性。通過(guò)主模型方法，可以實(shí)現集成系統中模塊之間的相關(guān)性。

　　(4)協(xié)同性和開(kāi)放性。UG可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行異地協(xié)同設計，設計人員可以在各自的權限范圍內對產(chǎn)品進(jìn)行修改和更新。UG還提供了方便和先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工具，允許設計人員進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　(5)基于知識的專(zhuān)家系統。UG利用知識驅動(dòng)技術(shù)，集中了專(zhuān)家的設計智慧，開(kāi)發(fā)智能化設計模塊，提高閘閥產(chǎn)品的設計品質(zhì)和效率。

　　基于UG的上述特點(diǎn)，對閘閥進(jìn)行結構設計不僅具有可行性，而且還為后續閘閥的二次開(kāi)發(fā)提供了良好的基礎。

2、閘閥零部件的三維建模

2.1、閘閥的模塊劃分

　　采用參數化技術(shù)，可以快速創(chuàng )建滿(mǎn)足用戶(hù)需求的自定義模塊。在進(jìn)行模塊劃分時(shí)，既要遵循一般規律，又要使自定義模塊滿(mǎn)足參數化的要求。閘閥的模塊劃分如圖1所示。

圖1 閘閥的模塊

2.2、基于特征的閘閥零件建模

　　閘閥的特征實(shí)體建模流程如圖2所示。

圖2 閘閥的實(shí)體建模流程

　　根據特征實(shí)體建模流程，對閘閥的相關(guān)零部件進(jìn)行實(shí)體建模，零件的三維造型如圖3所示。

圖3 閥體和閘板

2.3、閘閥的虛擬裝配

　　針對閘閥的模塊，采用UG軟件對閘閥零件進(jìn)行虛擬裝配，裝配圖如圖4所示。

圖4 閘閥的裝配圖

3、結束語(yǔ)

　　基于UG環(huán)境可以快速準確地實(shí)現閘閥結構的虛擬設計和優(yōu)化設計，同時(shí)為閘閥提供了一種先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工具，有利于提高閘閥產(chǎn)品的設計質(zhì)量，有利于提高企業(yè)對市場(chǎng)的快速反應。