基于特征的缸盖参数化建模及应用
基于UG的柴油机缸盖气道CAD设计
基于UG的柴油机缸盖气道CAD设计［摘要］：气缸盖是柴油机中一个十分重要的部件，其中进、排气道性能的好坏直接关系到油气进入的方向及混合情况，直接影响发动机功率、起动速度、排放乃至整机性能；本文介绍了UG在柴油机气道设计及相关模具CAD设计中的应用。
柴油发动机缸盖气道是一个典型的三维型腔，其型腔表面是由一系列复杂空间曲面组合而成，各空间曲面曲率不同，但又要求相互连接、光滑过渡、自然流畅，才能保证气流的畅通，因此，对于柴油机生产厂家来说气道设计一向是很棘手的工作。
传统的设计方法一般是用手工方法制作芯盒，芯盒内腔即为气道。
具体步骤如下：先用硅橡胶做气道型芯实体模型，然后初步设计，用环氧树脂制作芯盒模型，再进行抽气试验，根据试验数据修补芯盒，最后再来修改设计及定型。
经过多次反复修改，但由于气道本身的复杂性，数学描述不方便，加之三维模型测量难、测量误差大，二维图纸不能准确地表达三维气道的真实形状和尺寸。
再以此气道图为依据设计、制造模具，模具气道型腔的设计、加工必然要重复试验芯盒大量的重复劳动及时间和精力的消耗，却仍不能保证模具达到试验芯盒的尺寸和精度，再加上加工误差，就更难保证所生产出来的发动机缸盖产品的性能指标能够达到要求。
2、基于UG的柴油机缸盖气道的CAD设计2．1设计软件的确定UG是一个集CAD/CAM/CAE一体化的三维参数化软件，它提供了功能强大的造型功能尤其是曲面造型功能和加工功能，因此，我们选择在UG这样大型的软件平台上进行气道设计，并采用数控加工手段来保证试验芯盒及模具的加工质量和加工精度。
2．2利用UG软件进行柴油机缸盖气道设计的思路先进行实体建模，生成一个全三维的气道型芯实体模型；再作一个矩形实体芯盒，使其包容气道型芯实体模型，将两者作布尔运算，形成一个中空的实体，其空腔部分即为所设计的气道；最后设计三维分型面，该分型面也是以后模具的分模面，用分型面将带空腔的芯盒一分为二，形成上、下两芯盒。
基于ProE二次开发的端盖参数化模型的实现47244
目录第一章绪论 (1)1.1 三维CAD技术 (1)1.1.1CAD技术的发展 (1)1.2 课题背景及意义 (2)1.3 使用程序的开发工具 (3)1.4 课题的主要研究内容 (3)第二章Pro/TOOLKIT二次开发的基础理论........................... 错误！未定义书签。
2.1 Pro/TOOLKIT的基本知识 (3)2.1.1 Pro/TOOLKIT简介 (3)2.1.2 Pro/TOOLKIT的工作模式 (4)2.1.3 Pro/TOOLKIT对象和动作 (4)2.1.4 对象句柄 (4)2.1.5 Pro/TOOLKIT函数返回值 (5)2.2 创建Pro/TOOLKIT使用程序的基本方法 (5)2.3 Pro/TOOLKIT信息文件的建立 (6)2.4 编译和连接设置 (7)2.5 编制注册文件及使用程序的运行 (7)2.5.1 编制注册文件 (7)2.5.2 使用程序的运行 (7)第三章用户界面设计 (8)3.1 菜单的设计 (8)3.1.1 向菜单栏添加菜单条 (8)3.1.2 向菜单条下添加下级子菜单 (8)3.1.3 端盖菜单设计 (8)3.2 对话框的设计 (12)3.2.1 MFC对话框 (12)3.2.2 UI对话框 (12)3.3 端盖对话框设计 (14)3.3.1 构想 (14)3.3.2 创建方法 (14)第四章端盖的开发 .......................................................................... 错误！未定义书签。
4.1 总体方案 (25)4.2 基于三维模型的参数化程序设计分析 (25)4.2.1 端盖三维模型的建立 (26)4.2.2 端盖参数化程序设计 (30)4.3 注册并运行程序 (36)4.4 操作流程 (36)第五章零件图形清单 (37)结束语 (41)参考文献 (41)附录I 程序清单 (41)附录Ⅱ外文文献翻译 (41)附录Ⅲ外文文献原文 (48)基于Pro/E二次开发的端盖参数化模型的实现摘要：CAD技术在机械设计中发挥着越来越突出的作用。
基于特征的三维参数化零件造型
基于特征的三维参数化零件造型1、作业目的及要求此次作业我们进行的是基于特征的三维参数化零件造型。
其目的是让大家了解和掌握三维参数化零件造型的基本过程和方法；学习和掌握ProE软件的零件造型方法和操作。
要求根据老师给定的零件图和参数绘出各个零件的三维模型。
2、各零件的分析及造型结果下面给出各个零件的结构以及其特征构成、基准、造型方法、过程。
并用三维图片表示造型的中间过程和结果。
(1).零件1阀体的分析及造型结果阀体的结构特征及参数如下图：在对此零件进行造型时，上下左右四个法兰盘以及各法兰之间的圆柱体我都是先在草绘平面中绘出响应的构件轮廓然后用拉伸命令将其拉伸相应的长度得到的。
而阀体内部的空腔一部分是在草绘平面中绘出轮廓然后拉伸相应长度再切除材料得到的，另一部分是在相应草绘平面中绘出轮廓然后进行旋转再切除材料得到的。
上下法兰中各有四个螺纹孔，我是现在法兰中用“孔工具”命令画出一个相应的螺纹孔，然后运用“阵列”命令绕法兰中心轴旋转90度得到相应的四个螺纹孔。
然后在阀体中用“筋工具”画出用于加强强度的肋板，最后倒出相应的倒角以及圆角就完成了这个零件的三维模型。
建模的结果如下：阀门的结构及相应参数如下图：在对阀门进行造型时，主体部分我是在草绘平面中绘出轮廓然后绕中心轴旋转360度得到的。
然后再绘出图中相应的螺纹孔，用拉伸并切除材料得到阀门两侧的通孔，最后绘出相应的圆角及倒角就完成了此零件的造型。
造型后的效果图如下：弹簧的结构及相应参数要求如下图：在对弹簧进行造型时，我运用的是“插入”菜单中的“旋转扫描”中的“伸出项”命令，然后定义好弹簧的截面、螺距及扫引轨迹，这就得到了弹簧的初步结构。
然后新建两个距离为要求弹簧长度的基准平面，在基准平面中绘制大于弹簧直径的圆，用拉伸命令将其背离弹簧方向拉伸一定长度并切除材料，这就将弹簧的多余长度切除了。
得到的造型效果图如下：衬片的结构特征及参数如下图：对衬片的造型是现在在草绘平面上绘出相应的轮廓然后用“拉伸”命令拉伸相应的厚度得到的。
发动机零件特征参数化模型 -回复
发动机零件特征参数化模型-回复什么是发动机零件特征参数化模型？它的作用是什么？如何构建一个发动机零件特征参数化模型？本文将从这些方面逐步回答这些问题。
一、什么是发动机零件特征参数化模型？发动机零件特征参数化模型是指将发动机零部件的特征参数进行建模和参数化的过程。
在这个模型中，我们可以通过改变零件的特征参数来改变零件的性能和功能。
这种模型可以帮助工程师更好地理解和预测零件的行为，优化设计及性能，并加快设计和制造过程。
发动机零件特征参数化模型的作用主要有以下几个方面：1. 设计优化：通过改变零件特征参数，可以实现设计上的优化。
例如，通过调整进气道的尺寸和形状，可以提高进气效率，从而提高整个发动机的性能。
2. 预测和仿真：通过将零件的特征参数输入到模型中，可以预测零件在不同工况下的性能。
这对于设计过程中的决策和评估具有重要意义。
3. 制造指导：发动机零件特征参数化模型可以为制造过程提供指导。
根据不同的特征参数，选择和调整适当的加工工艺和工艺参数，以确保零件的准确制造。
二、如何构建一个发动机零件特征参数化模型？构建发动机零件特征参数化模型的过程可以分为以下几个步骤：1. 数据采集：首先，需要收集发动机零件的相关数据。
这些数据可以来自于实验测试、现有的零件库或仿真软件的模拟结果。
数据的质量和准确性对模型的建立和应用具有重要影响，因此需要特别关注。
2. 特征提取：根据所收集到的数据，选择合适的特征进行提取。
这些特征应该能够表征零件的重要特性，如尺寸、形状、材料性质等。
特征提取可以通过数据分析和统计方法来完成。
3. 模型建立：选择适当的数学模型和算法来建立发动机零件特征参数化模型。
常用的模型包括多元回归、人工神经网络、支持向量机等。
模型的建立需要考虑数据的非线性和多变量关系，同时也要考虑模型的鲁棒性和可解释性。
4. 参数化：根据所选择的特征和模型，将零件的特征参数作为输入变量，将零件的性能指标作为输出变量，建立参数间的关系。
基于无量纲化的缸盖结构参数多目标等权敏感性分析
基于无量纲化的缸盖结构参数多目标等权敏感性分析摘要随着发动机越来越趋向于高功率，作为发动机重要零部件的缸盖已经严重制约了功率的提高。
由于缸盖结构比较复杂，并且在工作过程中始终承受着高温、高压的燃气冲蚀，气门座圈的过盈力，预紧螺栓的预紧力等，因此优化缸盖的结构以降低其最高温度和最大应力就显得越来越有必要。
目前对于缸盖结构优化时多以单一的降低温度或者应力作为优化的目标，很少同时以两者作为优化的目标，或者即使有也只是简单的比较一下某结构的变化对于温度或者应力的影响，并未深度的探讨之间的关系。
通过实验测得的数据虽然能够反映真实的情况，但是由于实验成本较高、周期较长而难以实现。
针对上述问题，本文以某柴油机单缸的缸盖作为研究对象，考虑了缸盖、机体、气门座圈、气缸垫、螺栓、缸套、以及冷却水套，采用直接耦合法得出缸盖的温度分布，通过对比试验测得试验点的温度值以证明分析温度场的正确性。
在求得正确的温度场的基础上又计算了缸盖在热工况、预紧工况、爆发工况以及耦合工况下缸盖的应力分布，找出应力最大时的工况以及应力点。
运用正交试验法分析了冷却水流量、鼻梁区下管道直径、管道角度这三种因素对最高温度和最大应力的影响以及他们的敏感性大小。
在多目标优化时可以通过去量纲化使每种优化目标变成无量纲的数值，当优化目标不统一时要把逆指标转化成正指标，然后把多指标根据权重转化为一组无量纲的单目标数值来找出最优组合。
本文主要研究内容如下：1.气缸盖热-流-固耦合分析通过测量以及参考经验公式或半经验公式确定耦合分析时各部分的边界条件，对于难以确定的流固耦合处传热运用直接耦合法转化成内部边界。
运用流体动力学分析软件CFX对其进行求解，得出单缸各部分的温度场，与实验所测得试验点的温度相比证明了分析的正确性，找到缸盖的最大温度点。
2.三种因素对缸盖的温度及应力的影响研究分析了冷却水流量、鼻梁区下管道直径、管道角度这三种因素对缸盖最高温度及最大应力的影响，为了准确探究这三种因素的影响规律，每种因素取五个水平，组成了三因素五水平的正交试验。
基于隐式参数化建模的发动机舱盖结构优化
基于隐式参数化建模的发动机舱盖结构优化王峻峰;印明勋;乔鑫【摘要】为提升某发动机舱盖模态频率与刚度性能,建立隐式参数化模型.以结构在不同约束或加载位置下表现出不同的刚度性能为依据,研究此发动机舱盖的缓冲块在不同位置处对刚度性能的影响.将此作为设计变量,结合发动机舱盖断面尺寸,支撑梁位置设计变量进行多目标优化并研究了各变量对性能的影响.结果表明,缓冲块沿整车坐标系下的X向及Y向移动,对各项刚度性能均有不同程度的影响.同时,多目标优化对弯曲刚度及前角刚度性能有明显的提升,获得了更为合理的结构.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)014【总页数】4页(P141-144)【关键词】隐式参数化;发动机舱盖;缓冲块;多目标优化【作者】王峻峰;印明勋;乔鑫【作者单位】华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳110141;华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳110141;华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳110141【正文语种】中文【中图分类】U467缩短开发周期，加快产品设计与验证速度对于汽车企业来说是提升竞争力的有效手段之一。
传统的“CAD方案—CAE验证—方案修改—验证……”过程十分繁杂、耗时[1]。
隐式参数化建模技术使得CAE分析在无CAD数据的前提下提前进入到开发早期阶段，通过建立全参数化模型，快速实现设计人员想要的设计方案并自动生成满足分析需求的网格，完成CAE分析，获得相关性能。
同时，可变的参数化模型可以嵌入到优化分析流程中，实现对结构各部位尺寸，形状的最优化设计。
目前，汽车结构优化一般从零件的尺寸，形状，以及厚度等方面进行，但对于刚度非均匀分布的结构来说，其支撑位置与受力位置的布置对结构的综合性能影响也是不可忽视的，因而需要将这两个因素考虑到优化分析中。
另外，隐式参数化建模技术多用于白车身的建模，分析与优化中，如文献[2-5]等探讨了隐式参数化建模技术在白车身开发中的应用与优化方法，但是隐式参数化技术在汽车其它结构方面的应用研究较少。
YC485Q柴油机缸盖参数化建模及模态与响应分析研究的开题报告
YC485Q柴油机缸盖参数化建模及模态与响应分析研究的开题报告一、选题背景及意义YC485Q型柴油机是我国一款常见的中速柴油机，广泛应用于工程机械、船舶、电站等领域。
其缸体和缸盖作为进、排气的主要通道，承受着极大的工作压力和热载荷。
为了确保柴油机的正常运行和生产安全，必须在一定范围内对其缸盖进行设计和分析。
目前，YC485Q柴油机的缸盖设计仍然存在一些瓶颈和不足之处。
例如，缸盖结构的复杂性、强度分析的不足以及振动和噪音等问题都亟待解决。
因此，本研究将利用参数化建模技术，对YC485Q柴油机的缸盖进行结构设计和模态分析，为优化缸盖设计提供理论和实践支持。
二、研究内容及方法（一）研究内容1. 利用CATIA软件对YC485Q柴油机缸体和缸盖进行几何建模；2. 基于有限元原理，建立YC485Q柴油机缸盖的强度模型和模态分析模型；3. 运用ANSYS软件对缸盖的强度和刚度等关键参数进行分析；4. 利用模态分析方法对缸盖的固有频率、振型、响应等特性进行分析。
（二）研究方法1. 构建YC485Q柴油机缸盖的参数化模型，实现形状和尺寸参数化；2. 对缸盖进行有限元离散化处理，建立强度模型和模态分析模型；3. 运用ANSYS软件进行缸盖的静态强度分析和动态模态分析，得出缸盖的最大应力、变形、位移、固有频率和振型等参数；4. 对缸盖的不同结构方案进行比较分析，寻求最优的设计方案。
三、预期研究成果1. YC485Q柴油机缸盖的参数化模型，实现了形状和尺寸参数化；2. 建立了YC485Q柴油机缸盖的有限元模型，并进行了强度和模态分析；3. 计算了YC485Q柴油机缸盖的最大应力、变形、位移、固有频率和振型等参数；4. 分析了不同的缸盖结构方案，选取了最优的设计方案；5. 为YC485Q柴油机缸盖的优化设计提供理论和实践支持。
发动机缸盖传热的三维数值建模
这些部分接受的热量大部分都直接通过壁内导热而传给冷却水。
图中右边歧管为排气管，左边歧管为进气管，缸盖结构底面承受汽缸内燃气的对流和辐射换热。
外表面为冷却水通道，从发动机缸内传出的热量通过对流或沸腾换热带出。
由图可见，由于缸盖结构的复杂性，缸盖内部的传热是一个复杂的三图ｌ发动机缸盖传熟分析模型维导热过程，该传热问题的边界条件大多属于对流换热边界，即第三类边界条件。
这些边界条件可以通过实验测试和经验公式计算得到．在发动机工作时，缸内燃气不断向周围机件表面（汽缸壁和缸盖底面）传热，其大部分属于对流换热性质。
在发动机的传热过程中，缸内的燃气温度ＴＩ随曲轴转角呈周期性改变，而且在整个燃烧室及缸内空间中，燃气的温度不均匀．许多试验表明，在稳定工况下。
燃烧室壁面温度随时问变化的幅度很小，可近似地看作恒定的壁温，对流换热由下式确定：ｑ．＝口，（ｚ．二一Ｌ）（１）等效平均换热系数为：口，＝吉ｆ％出（＿／ｍ２·℃），式中，‘＝ｒ％乙出／ｒ％‘出称为等效燃气温度，也称平均结果温度或取代温度。
等效平均换热系数和等效燃气温度的求取过程为：采用燃烧分析仪测得一个循环内每个曲轴转角的燃气温度，以及采用后面将要介绍的经验或半经验公式计算得到的瞬时换热系数积分首先得到等效平均换热系数。
然后荐求取等效燃气温度．以此作为发动机受热部件传热分析的边界条件。
当发动机工作时，燃气对壁面的辐射抉热在数值上要比对流换热小的多。
但在某些情况下，例如存在火焰辐射时，辐射换热也将达到燃气对壁面总换热量的１／４－１／３．因此，辐射换热量也不能忽略．通用的瞬时综合换热系数计算公式目前主要有Ａｎｎａｎｄ“’公式和Ｗｏｓｃｌｍｉ公式”１．按ｋｎｎａｎｄ公式对换热系数进行计算：口。
＝口２Ｄ－ｏ、”∥７＋ｃ“函。
一（甜Ｔ．Ｉ．】，（乙一Ｌ。
Ｘｗ／ｍ２．ｋ）（２）其中，Ａ：燃气导热系数（ｗ／ｉｎｋ）；Ｄ：气缸直径（ｍ）；ｖ．：活塞平均速度（ｍ／ｓ）；占：燃气的运动粘度系数（ｍ。
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1999年第20卷第3期华 北 工 学 院 学 报V ol.20 N o.3 1999 (总第67期)JOURNAL OF NORTH CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY(Sum N o.67)文章编号:1006-5431(1999)03-0239-03基于特征的缸盖参数化建模及应用崔志琴,张 翼,李小雷,苏铁熊(华北工学院机械电子工程系,山西太原030051)摘 要: 目的 建立某柴油机缸盖的参数化实体模型,并对其进行有限元动力学分析.方法 利用特征技术建立缸盖的参数化模型,最后用有限元模态分析法进行其模态参数的计算.结果 实现了基于特征的缸盖参数化建模,计算出前四阶固有频率及主振型.结论 体现了基于特征的参数化建模在复杂结构的动力分析中的优越性,为整机的动力学仿真研究奠定了基础.关键词: 特征;缸盖;参数化建模;有限元法中图分类号: T J81+0.31 文献标识码:A0 引 言传统的CAD系统仅能表达产品的几何信息,不能表达语义及功能信息;也不能对整个产品外形进行抽象描述;更不易表达产品非几何信息,如工艺信息、精度信息等.实体造型以体素为单位,将各个简单体素拼合成复杂形体,这种造型方法不符合设计人员的思维方式,零件形状与结构主要是由功能决定,设计人员所设计的是具有功能作用的形状特征,而不是几何元素(点、线、面等).也不是简单体素(正方体、圆柱体等).这种状况下,特征技术应运而生,它起源于各种应用对产品信息的需求,虽然目前特征技术尚未达到成熟阶段,但从应用角度来讲,尤其是对大型复杂结构的建模问题,特征技术更具有广阔的前景及巨大的优越性.1 参数化设计参数化又称参数驱动,即建立图形约束和几何关系与尺寸参数的对应关系,由尺寸参数值的变化直接控制实体模型的变化.参数化设计是一种解决设计约束问题的数学方法,它是在结构形状比较定型时,用一组参数来约定尺寸的关系,然后通过尺寸驱动达到改变结构形状的目的.2 特征概念特征是一组包含非几何信息的集合,形状特征是信息的主要载体,是可以描述产品形状的子形体,它不仅能表达确定其自身形状的参数信息,而且记录了特征关系信息;每个形状特征都是整个产品形状中的局部形状,根据一个产品的结构特点,可以把整个产品分成若干级形状特征,上一级形状特征是由下一级形状特征组合构成的.基于特征的实体建模是把产品分解为一系列的形状特征,对形状特征进行参数化,将各个参数化的子特征再进行布尔操作及建立各特征间的几何约束来建立实体模型.由于特征具有正、负两种属性,正特征作为附加体,负特征作为被减体.缸盖的顶板、中板、底板、侧板可作为正特征;气道、各种螺栓孔、气门孔作为负特征.在特征造型时先把正特征按其在零件图上的位置、大小造型,作实体的布尔加运算,将正特征连接在一起,然后调用负持征,在正特征相应的位置上作实体的布尔减运算,最后成生所需要X收稿日期:1999-06-25 作者简介:崔志琴(1969-),女,讲师,硕士生.的实体模型.形状特征的参数化是指用参数来代替形状特征的几何尺寸,它包括独立参数和关联参数.独立参数需根据设计情况赋值,关联参数不需要赋值,它与独立参数有着特定的关系,当独立参数发生变化时,它的关联参数也随之发生变化.形状特征内部和形状特征之间都存在约束,约束可分为约束类型、基准元素、约束元素和定位尺寸,它们是使各个形状特征组成一个完整形体的关键.在建立实体模型时,要防止形状特征内各线条间和形状特征间的欠约束,前者可能造成形状特征变形,后者会使形状特征之间错位.形状特征间的约束可以是单个约束,也可以是多重约束,它们可以用关系树来表示.当约束的基准特征发生变化时,与之关联的特征也会发生变化,因此在确定约束关系时要从全局考虑,仔细研究特征间的定位尺寸是否已采用关联参数;否则当某一个参数发生变化时,很可能会使整个模型发生意想不到的变化,甚至使模型扭曲、变形.3 基于特征的缸盖参数化建模3.1 缸盖的特征建模考虑到对缸盖进行有限元动力分析和发动机缸盖结构非常复杂,完全按照其真实模型来建立其力学图1 缸盖的特征层次图模型是非常困难的,也是没有必要的,因此对缸盖进行了适当的简化:不考虑结构的圆角和倒角;对影响不大的次要结构(如缝合丝对孔等)都不予考虑;认为气道孔为等截面孔.同时为了便于变结构设计,对缸盖采用特征建模,通过特征分析,建立了缸盖结构的特征层次图,如图1所示.为提高以后修改设计和重新设计的效率,本文建立了两个层次的特征模型,即局部几何特征和整体零件特征.局部几何特征是处在特征层次图中最底层的特征,如进气道、排气道、气门孔等.将各特征的特征尺寸进行参数化,并存入缸盖标准特征库.这种局部特征的建立,有利于设计者在结构选型时进行变结构设计.整体零件特征是从尽可能提高今后修改设计的效率而设计的,将缸盖上采用的零件即自由端、单缸盖、传动箱端,通过其相关的局部几何特征预先建立模型,经参数化后存入缸盖标准特征库,它们实际上对应于缸盖特征层次图中第2层的特征.这样,今后设计者在结构选型后,如果其中零件的基本拓扑形状在零件特征库中已经存在,则只要直接调用后赋予新的参数即可,这就使设计效率大为提高.3.2 缸盖的参数化设计采用特征建模技术,分层次进行设计.在不同层次建立相应的参数化特征模块,存入特征库.这样存入特征库中的每一种特征都是由一组唯一决定该特征的参数集描述的.其中决定形状特征的称为形状参数;决定特征位置、方向的称为定位参数.另外,特征参数还可分为两类:一类是设计者输入的参数;另一类是从上级特征继承的参数.前者由设计者按要求交互输入,受约束方程的约束,是约束方程中的变量;后者则是从特征依附的上级特征继承下来的,它实际上是约束方程中的已知量.特征的种类和应用环境决定了其尺寸是否具有继承性.例如单缸盖上的强力丝对孔是一通孔,其孔径d 和孔深h 是形状参数,其中心线与主体单元中心线的距离e 是定位参数.其中d ,e 为输入参数,h 为继承参数,当缸盖的总高H 确定后,h 即等于H .对本身具有一定关系,但不能通过继承性自动建立的参数之间可通过人工建立起关系表达式,使得修改一个控制尺寸时,即可达到与之相关尺寸的联动效果,提高设计效率.4 缸盖实体模型在有限元动力分析中的应用利用有限元模态分析法对该缸盖进行了模态分析,计算出其固有频率和主振型,并与试验值进行了对照,比较吻合.240华 北 工 学 院 学 报1999年第3期图2 缸盖的网格划分4.1 网格划分由于缸盖结构复杂,构成实体的曲面较多,为便于网格的自动生成,在有限元网格划分时,采用4面体单元.首先对最小的子特征即1/4单缸盖进行划分,然后在此基础上进行镜射、平移、粘贴等操作来实现单缸盖的网格划分,最后将前端、后端和本体粘合后,对前端和后端进行局部划分即可.其网格划分如图2所示.4.2 模态计算结果表1 固有频率有限元解与试验值比较阶 数1234试验值/Hz364.48565.59710.14894.9310节点4面体单元计算值/Hz 381.59546.52744.60879.87相对误差% 4.69 3.37 4.85 1.68 缸盖的模态计算是以M aster 5为支撑软件,以双PII333M Hz 计算机为平台,用Lanc-zos 方法对该有限元模型进行计算的,计算结果与试验值对照如表1所示(其振型图从略).5 结 论(1)体现了利用特征技术进行参数化建模在复杂结构的动力学分析中具有的优越性:不仅大大提高了设计效率,降低了设计成本,保证了可靠的设计质量,而且有利于充分发挥设计者的创造性;(2)由表1可知:计算出的固有频率与试验值的相对误差小于5%,满足工程要求,而且振型一致.表明所建的有限元动力学模型正确,从而为以后进一步的动力学仿真研究奠定了基础.参考文献:[1] R oller D .An appro ach t o computer aided param et ric desig n [J ].CA D ,1991,23(5):385～391.[2] 蔡果,李伯民,陈松.曲轴三维实体模型的自动建立[J].华北工学院学报,1998,19(1):12～15.[3] 张翼,杨世文,苏铁熊.基于特征造型的机体模型的建立与应用[J].车用发动机,1998,(4):31～33.[4] 毛保全,陈运生,敖勇.自行炮车体参数化建模[J].兵工学报,1997,18(4):368～371.[5] 沈晓明,廖日东,程昌圻.高效大功率柴油机蓄压式喷油嘴的CA D /CA M 研究[J ].内燃机学报,1998,16(4):482～483.The Parametric Modelling Based on Feature andApplication for the Cylinder HeadCUI Zhi-qin,ZH ANG Yi,LI Xiao -lei,SU Tie-xiong(Dept.of M echatr onics Engineer ing ,N or th China Inst itute of T echno lo gy ,T aiy uan 030051,China)Abstract : Aim T o establish the par ametric solid model based on feature for cylinder head of diesel and analyze the finite element mo del.Methods Feature technolo gy is used to es-tablish the parametric m odel .T he finite element method is applied to calculate the mo dal pa -rameter s .Results T he parametric model is successfully realized ;the first four natural fre-quencies and the m odal shapes are calculated.Conclusion The superiority over previous methods in the dy namic analysis of com plicated structures is obviously seen,and a basis for the dy namic sim ulation study for the engine is pro vided .Key words : feature;cylinder head;param etric mo del;finite element method 241(总第67期)基于特征的缸盖参数化建模及应用(崔志琴等)。