CAD技术在能源与动力的应用
CAD绘在电气工程能源管理设计中的应用

CAD绘在电气工程能源管理设计中的应用一、引言随着社会的不断发展和能源危机的逐渐加剧,能源管理在电气工程中变得越来越重要。
能源管理的目标是提高能源利用效率、减少能源浪费,并致力于降低对环境的影响。
在电气工程领域,CAD(计算机辅助设计)绘图技术扮演着关键的角色,为能源管理设计提供了快捷、准确和高效的解决方案。
本文将探讨CAD绘在电气工程能源管理设计中的应用,并分析其优势和挑战。
二、CAD绘对电气工程能源管理设计的优势1. 设计效率提高CAD绘图技术使得电气工程师能够准确地绘制和布置各种电气设备,如发电机、变压器、电缆等。
相对于传统手绘图纸,CAD绘图更加高效,省时省力。
通过使用CAD软件,工程师可以快速创建和编辑图纸,轻松实现设计的修改和调整。
此外,CAD绘图还能提供自动标注、尺寸计算和物料清单等功能,进一步简化设计过程。
2. 设计准确性提高CAD绘图技术具有高精度和高度准确性的特点。
在电气工程能源管理设计中,准确的图纸对于设备安装和运行至关重要。
通过CAD绘图,工程师可以在电路设计中避免错误,确保设备之间的正确连接和通信。
此外,CAD绘图还能够进行三维建模和仿真,有效避免设备间的干扰和冲突。
3. 设计成本降低CAD绘图技术可以帮助工程师在设计之前进行虚拟模拟和优化,从而降低实际建造过程中的错误和损失。
通过CAD软件,工程师可以预先评估不同设计方案对能源利用和设备性能的影响,实现最佳设计和最小成本。
此外,CAD绘图还能够准确计算材料需求,避免了过度采购和材料浪费,进一步节约了成本。
三、CAD绘在电气工程能源管理设计中的应用案例1. 建筑能源管理系统设计CAD绘图技术在建筑能源管理系统设计中发挥了重要作用。
通过CAD软件,工程师可以绘制建筑物的电气布线图、照明设计以及能源控制网络。
这些图纸提供了对建筑能源利用情况的全面了解,有助于设计人员对能源进行优化管理,实现能源的最佳配置和利用效率。
2. 电力系统优化设计CAD绘图可以应用于电力系统的优化设计中。
CAD在能源工程中的可再生能源优化

CAD在能源工程中的可再生能源优化随着可再生能源在能源行业的快速发展,如何优化其利用成为了一个重要的课题。
CAD技术的引入为能源工程中的可再生能源优化提供了新的解决方案。
本文将探讨CAD在能源工程中的可再生能源优化方面的应用,并分析其优势和挑战。
一、CAD在能源工程中的应用CAD是计算机辅助设计的简称,这项技术通过使用计算机软件进行设计和绘制,可以更精确、高效地完成设计任务。
在能源工程中,CAD技术被广泛应用于可再生能源的优化设计、运行模拟和效能分析等方面。
1. 可再生能源的优化设计利用CAD技术,能源工程师可以根据具体的需求和条件对可再生能源系统进行优化设计。
CAD软件提供了丰富的设计工具和模块,能够对太阳能光伏、风能和水能等系统进行模拟和计算,以找到最佳的设计方案。
通过CAD技术,能源工程师可以优化组件的布局、调整系统参数,最大程度地提高可再生能源系统的发电效率。
2. 可再生能源的运行模拟CAD技术还可以模拟和预测可再生能源系统的运行情况。
通过CAD软件,能源工程师可以建立系统的3D模型,并利用仿真功能模拟不同工况下的运行情况。
这样能够更准确地评估可再生能源系统的性能,并在设计阶段就发现潜在的问题,避免不必要的成本和能源浪费。
3. 可再生能源的效能分析CAD技术还提供了丰富的分析工具,用于评估可再生能源系统的效能。
通过CAD软件,能源工程师可以进行能量流分析、效果图分析等,以确定能源系统的强弱点,并制定相应的优化策略。
这种分析方法可以提高可再生能源系统的能源利用率,降低系统的运行成本。
二、CAD在能源工程中的优势引入CAD技术可以为能源工程中的可再生能源优化带来许多优势。
1. 提高设计精度CAD技术能够以更高的精度完成设计任务,减少了人为因素对设计结果的影响。
能源工程师可以基于CAD软件提供的精确数据和模拟结果,进行科学的决策。
2. 优化设计效率CAD技术能够自动化处理设计过程中的重复任务,提高设计效率。
CAD在智能能源系统设计中的创新与应用

CAD在智能能源系统设计中的创新与应用智能能源系统作为现代能源领域的重要组成部分,其设计与优化对于提高能源利用效率、降低能源消耗具有重要意义。
在智能能源系统的设计过程中,CAD(计算机辅助设计)技术的创新与应用发挥着关键作用。
本文将从CAD在智能能源系统设计中的创新性应用以及其带来的益处两个方面进行论述。
一、CAD在智能能源系统设计中的创新应用1. 三维建模与可视化CAD技术能够将智能能源系统的各个组成部分进行精确的三维建模,实现虚拟展示与可视化。
通过CAD软件进行系统设计,工程师可以在计算机上直观地观察到系统的运行状态、流动路径、能量转化过程等细节,从而更好地进行系统优化与改进。
2. 模拟分析与仿真CAD软件具备强大的模拟分析与仿真功能,可以对智能能源系统进行各种工况模拟,预测系统在不同条件下的性能表现。
通过CAD技术,工程师可以在设计阶段就对系统进行优化调整,减少实际建设与运行中的试错成本,提高系统的稳定性和可靠性。
3. 数据集成与综合管理CAD技术可以与其他数据管理系统进行无缝集成,实现智能能源系统设计中的数据互通与信息共享。
通过将CAD设计数据与BIM(建筑信息模型)等数据进行统一管理,可以提高团队协作效率,减少信息传递和数据冲突的潜在风险,从而提高设计质量和工程效益。
二、CAD在智能能源系统设计中的应用益处1. 提高设计效率与准确性传统的手工绘图方式在智能能源系统设计中存在繁琐、耗时和易出错等问题。
而CAD技术的应用可以极大地提高设计效率和准确性,减少设计时间和错误率,保证系统设计的可行性和合理性。
2. 优化系统性能与节能效果CAD技术能够对智能能源系统进行全面优化,包括系统结构、材料选择、供需匹配等方面。
通过CAD的仿真分析,可以在设计阶段就对能源系统的性能进行评估和优化,提高系统的能效,降低系统的能耗,为可持续发展提供支持。
3. 降低设计成本与风险智能能源系统的设计涉及的要素众多,设计过程中存在着成本高、风险大等问题。
CAD在新能源开发设计中的应用探讨

CAD在新能源开发设计中的应用探讨一、引言随着全球对于环境保护的日益重视以及对传统能源的依赖程度下降,新能源的开发与利用成为了当今的热门话题。
在新能源的开发过程中,计算机辅助设计(CAD)技术的应用正发挥着至关重要的作用。
本文将探讨CAD在新能源开发设计中的应用,并介绍其优势及挑战。
二、CAD技术在新能源开发设计中的优势1. 三维建模与可视化CAD技术可以通过三维建模,将新能源开发设计从纸面上提升至真实的三维空间。
借助CAD工具,设计师能够更清晰地看到设计方案的效果,包括外观、结构和功能等,从而减少了试错成本和时间。
2. 精确度与精确性CAD工具在绘制设计图纸时,能够保证极高的精确度。
这对于新能源开发设计来说尤为重要,因为设计的精确程度直接关系到新能源的性能和效率。
CAD技术可以帮助设计师精确测量、定位和定制设计要求,确保设计方案的准确性。
3. 协作与共享CAD技术使得设计师能够与团队成员实时协作与共享设计文件。
这种高效的协作方式可以极大地加快设计的进程,并使得多个团队能够同时参与到设计中。
通过CAD技术,设计师可以将设计文件统一整合,实现交流与反馈,提高团队协作效率。
三、CAD技术在新能源开发设计中的应用案例1. 风力发电机设计CAD技术广泛应用于风力发电机的设计中。
设计师可以通过CAD软件进行风场分析,确定最佳的风力发电机布局,同时利用CAD建模技术,设计出具有良好外观和优化叶片结构的风力发电机。
2. 太阳能光伏设计CAD技术用于太阳能光伏设计中能够帮助设计师模拟光照分布,进行电池板和组件的布局,以及优化太阳能电池板的参数设计。
CAD技术还可以实现太阳能光伏系统的虚拟安装和实时性能监测,提高设计的效率和可靠性。
3. 生物质能源利用设计在生物质能源利用设计中,CAD技术可以帮助设计师建立生物质能源发电设备的模型,并进行流体分析、温度分布和燃烧过程的模拟。
这样的设计能够更好地优化能源利用效率和减少对环境的影响。
CAD在能源工程领域的创新应用

CAD在能源工程领域的创新应用CAD(Computer-Aided Design,计算机辅助设计)是一种利用计算机技术辅助进行设计和绘图的工具。
它不仅可以提高设计效率,降低成本,还可以提供更加准确和可靠的设计解决方案。
在能源工程领域,CAD的创新应用正在发挥巨大的作用。
本文将深入探讨CAD在能源工程领域的应用,并介绍一些创新的应用案例。
一、CAD技术在能源规划与设计中的应用1.1 建筑能耗模拟能耗模拟是指使用CAD技术对建筑的能源消耗进行模拟和分析。
通过建立建筑的三维模型,结合能耗模拟软件,可以对建筑内部的能源消耗进行精确预测和优化设计。
在能源工程领域,建筑能耗模拟可以帮助工程师评估建筑的能源效率,提供合理的节能建议,并为相关部门制定能源政策提供重要依据。
1.2 新能源发电站的设计随着全球对可再生能源的追求,新能源发电站的建设日益增多。
在这一过程中,CAD技术被广泛应用于新能源发电站的建筑和设备设计。
通过CAD软件,工程师可以对新能源发电站的布局进行优化,提高发电效率,并考虑到地形、风向、光照等因素,最大程度地利用自然资源。
1.3 输电线路规划输电线路规划是能源工程中的关键环节。
传统的线路规划需要大量的人力和时间,而CAD技术的应用可以大大简化这一过程。
通过CAD软件,工程师可以根据具体的地理环境、电力需求等因素,快速设计出最佳的输电线路方案,以提高供电质量和有效分配电力资源。
二、CAD技术在能源工程施工中的应用2.1 建筑信息模型(BIM)建筑信息模型(BIM)是CAD技术的一种延伸应用,它将CAD的二维和三维设计与其他相关数据进行整合,形成一个综合的虚拟模型。
在能源工程领域,BIM技术可以为施工提供全面的预测和规划。
通过BIM,工程师可以在施工前模拟整个过程,包括材料需求、设备安装、能耗等因素,从而有效避免施工期间的问题和延误,并提高施工效率。
2.2 能源设备可视化CAD技术可以将能源设备的设计和施工过程可视化,帮助工程师更好地理解和操作。
CAD在能源工程设计中的应用

CAD在能源工程设计中的应用CAD,即计算机辅助设计,是一种通过计算机软件协助进行设计、绘制和模拟的技术。
在能源工程设计领域,CAD发挥着重要的作用。
本文将探讨CAD在能源工程设计中的应用,并分析其优势和挑战。
一、1. 建筑设计在能源工程设计中,建筑设计是一个重要的方面。
CAD可以通过直观的图形界面,帮助工程师快速绘制建筑平面图、立面图和剖面图。
此外,CAD还可以进行建筑模型的三维仿真,用于评估建筑的能源效率。
2. 电力系统设计电力系统设计是能源工程设计的核心部分。
CAD可以帮助工程师绘制电网的拓扑结构图,标注输电线路和配电设备的位置、参数等。
同时,CAD还可以进行电网模拟和负载分析,提供科学依据,优化电力系统的设计。
3. 动力设备设计动力设备是能源工程设计中的重要组成部分。
CAD可以用于绘制燃气轮机、蒸汽锅炉等动力设备的工艺图和结构图。
通过CAD软件,工程师可以优化设备的布局,在保证安全的前提下,提高能源利用效率。
4. 能源分析与优化CAD软件还可以进行能源系统的分析与优化。
通过建立模型,并输入相关的参数和数据,CAD可以模拟能源的流动和转换,帮助工程师分析能源系统中的薄弱环节,并提出优化方案。
二、CAD在能源工程设计中的优势1. 提高设计效率相比传统手绘设计,CAD能够快速实现图纸的绘制和修改。
图形界面直观易用,操作简便,大大提高了设计效率。
2. 提升设计精度CAD软件能够精确计算和绘制,避免因人为因素引起的错误。
并且,CAD可以利用数值和模拟分析的方法,帮助工程师准确评估设计方案的可行性。
3. 便于合作和交流CAD文件可以方便地进行存储、共享和传输。
工程师可以同时对同一份文件进行编辑,提高效率。
并且,CAD的三维模型与图形界面,使设计成果更加直观,便于与相关人员进行沟通和交流。
三、CAD在能源工程设计中的挑战1. 软件复杂性CAD软件通常拥有复杂的功能和操作方式。
工程师需要进行系统的学习和培训,才能掌握其各种功能和技巧。
CAD在能源系统设计中的应用
CAD在能源系统设计中的应用CAD(Computer-Aided Design,计算机辅助设计)被广泛应用于各个领域,其中包括能源系统设计。
CAD技术的引入,为能源系统设计带来了许多便利和优势。
本文将详细阐述CAD在能源系统设计中的应用。
一、CAD在能源系统原理设计中的应用CAD技术在能源系统原理设计阶段起着关键作用。
通过CAD软件,设计师可以将能源系统的原理图等信息直观地呈现出来。
不仅能够准确呈现各个组件之间的关系,还可以通过3D建模等功能,展示出系统的空间布局。
这使得设计师能够更加方便地进行构思和设计,从而有效提高设计效率。
二、CAD在能源系统布局设计中的应用能源系统的布局是一个重要的设计环节。
利用CAD软件,设计师可以根据具体需求和空间限制,进行系统的布局设计。
CAD软件具备快速绘制、调整和修改的特点,可以帮助设计师快速完成多种布局方案的设计,并进行比较和评估。
这不仅提高了设计效率,还能够确保系统布局的合理性和可行性。
三、CAD在能源系统参数优化设计中的应用能源系统设计需要进行参数的优化,以满足整体性能和效率的要求。
CAD软件提供了强大的参数化设计功能,可以通过修改参数、调整结构和材料等方式,对设计进行优化。
设计师可以利用CAD软件进行参数仿真,分析不同参数设置下系统的性能指标,并进行比较和评估。
这使得设计师能够在更短的时间内找到最佳设计方案,并减少试错成本。
四、CAD在能源系统分析模拟中的应用CAD软件不仅可以进行能源系统的设计,还可以进行分析模拟。
通过CAD软件的分析模拟功能,设计师可以对系统的运行状态进行仿真和评估。
设计师可以通过添加各种物理条件和参数,模拟不同工况下系统的运行情况,并进行性能指标的分析和比较。
这对于验证能源系统设计的可行性和有效性至关重要。
五、CAD在能源系统文档管理中的应用能源系统设计过程中生成的大量文档需要进行有效的管理。
CAD软件提供了全面的文档管理功能,可以将各种设计文件进行整合和归档。
CAD在能源工程中的应用与优势
CAD在能源工程中的应用与优势随着科技的不断发展和进步,计算机辅助设计(CAD)在各个领域中发挥着重要的作用,其中包括能源工程。
CAD通过数字化的手段,提供了一种高效、准确且可靠的设计方法,为能源工程的建设和发展带来了巨大的优势。
本文将重点探讨CAD在能源工程中的应用与优势。
一、CAD在能源工程中的应用1. 设备设计与优化CAD在能源工程中的一个关键应用领域是设备设计与优化。
通过CAD软件,能够将大型设备的三维模型进行数字化建模,通过虚拟设计和仿真分析,可以快速准确地完成设备的参数选择、结构设计和优化。
这大大提高了设备的设计效率和准确性,减少了人力和资源的浪费。
2. 布局设计与空间规划能源工程通常需要在有限的空间中进行布局,例如电力站、太阳能发电厂等。
CAD可以通过空间规划软件,帮助设计师在合理利用空间的同时,满足各种设备和管线的安装要求。
通过CAD的帮助,不仅可以避免设计上的冲突和问题,还能够节省设计时间,并提高工程效率。
3. 施工图绘制与管理在能源工程建设的各个阶段,施工图绘制是一个非常重要的任务。
CAD可以快速准确地进行施工图的绘制,并提供设计师所需的相关图纸和工程文件。
此外,CAD还可以用于施工进度管理和工程变更的跟踪,确保整个工程的顺利进行。
二、CAD在能源工程中的优势1. 提高设计效率CAD可以将传统的手工绘图方式转变为数字化的设计流程,大大提高了设计效率。
设计师可以通过CAD软件迅速地创建、编辑和修改设计图纸,从而节约了大量的时间和人力资源。
此外,CAD还提供了丰富的图形库和设计工具,使得设计更加简便和精准。
2. 提高设计准确性CAD能够以数值化的方式呈现设计图纸,设计师可以通过CAD软件对设计进行详细的分析和评估。
这有助于发现潜在的设计问题和改进方案,并在设计阶段就进行修正,避免在施工阶段出现错误和延误。
CAD能够提供准确的尺寸和比例,确保设备和管线的安装一致性和稳定性。
3. 降低成本CAD的数字化设计方法能够帮助设计师更好地进行材料和资源的优化,从而减少了不必要的浪费。
CAD技术在能源与动力领域的不断应用
CAD技术在能源与动力领域的不断应用正文:随着CAD技术在能源与动力领域的不断应用其在电力行业关键设备的设计领域得到了极大应用。
也解决了很多传统设计方法所不能解决的问题。
在水力水电方面 对于坝体的设计 运用传统的手工绘图就很难将其立体设计图呈现在大众面前 更不用谈内部设计。
但CAD可以弥补这些缺陷 使我们可以更快捷方便的去设计图纸 以更加直观的方式呈现我们的作品。
此外 还有水轮机的设计都需要强大的CAD技术来支撑。
不仅在水力发电方面 在风力发电及汽车领域CAD仍然发挥着很重要的作用比如风机主机架的设计以及叶片的设计以及锅炉和空调的设计。
一、CAD在零件制造方面的应用1零部件设计在零部件设计过程中 主要是实体造型。
首先分析结构由哪些特征组成 哪些特征为基本特征(即最先要建立的特征) 然后决(2)运用零件设计模块提供的特征建模工具进行主特征造型 包括拉伸、旋转、扫掠等 根据零件外形之间的拓扑关系 继续下一个特征的建立 一次完成整个模型的建立 (3)根据具体要求进行辅助特征造型 包括挖空、开槽等。
双层取水口的单联机组镜像前零件三维视图、主视图、俯视图及侧视图 2装配设计对装配模型的表达 采用层次模型 装配时从最底层次的子装配体开始逐层装配 直至最上层装配体。
采用这种方法便于数据管理 能减少各层次装配元素的数目 降低分析的复杂度 便于对模型进行快速有效的修改。
工程模型对位置关系的约束要求较高 在装配过程中 应根据实际情况对模型施加准确有效的约束。
在CATIA系统中 装配模型的建立过程如下 (1)将所需要装配的零件导入装配模型文件中。
对重复引用的零件模型 可运用对称等相关工具实现零件的快速多实例化 快速导入零件模型 (2)按各零件问的装配关系施加适当约束 包括同轴、贴合、角度、间距、固接等 调整零件到正确位置 (3)通过装配空间分析发现零件的缺陷及其间的装配冲突 以便做进一步的修改。
二、CAD技术在风能方面的应用风能是一种清洁的可再生能源。
CAD技术在能源领域方面的应用
CAD技术在能源领域中的应用姓名:aa 专业:热能与动力工程班级:aa 学号:aa号摘要:在科技高速发展的今天,计算机辅助设计(CAD)在各个领域中都得到了广泛的应用,。
它已广泛地应用于机械、电子、建筑、航空、航天、汽车、化工、冶金及能源、环境工程等领域,本文就CAD技术在能源领域中的应用作了简要地介绍分析。
正文:CAD技术是一项综合性的,集计算机图形学、数据库、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术;是先进制造技术的重要组成部分;也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强行业竞争能力的一项关键技术。
一、CAD在水力发电方面的应用计算机辅助设计(CAD)技术显著的成就就是三维设计技术的迅速发展以及由此带来的设计理念的更新与变革。
本文阐述三维设计的重要性、发展历程及方向 比较目前国内外流行的几种三维设计软件功能上的特点与差异 对复杂工程进行三维建模与有限元分析 以双层取水口为例 介绍CATIA软件在工程三维设计中的应用 实现CA TIA与ANSYS的联合使用以及三维设计二维出图。
三维设计已影响到各行业 将成熟技术引入到水利水电行业中是可行的。
三维设计是工程设计的必然趋势 三维技术在机械、电子、航空、航天以及建筑等部门得到广泛的应用。
把三维设计应用到水利工程上 可以实现真正意义上的工程方案优化及多方案的比较 对于提高工程的技术指标和品质、降低工程造价、缩短设计周期、提高设计质量均可以起到重要作用。
集成化、智能化、可视化、网络化、并行化是三维设计的发展方向幢1。
应努力实现远程协助设计、自动协同设计、集成协同设计 充分体现设计的团体性、交互性、协作性 建立跨学科的、以人际合作关系为基础、协同工作、合作设计的新格局。
二、CAD技术在风能方面的应用风能是一种清洁的可再生能源。
目风力发电机组在野外长时间经受各种极恶劣天气和非常复杂的风力交变载荷,其设计与生产涉及机械制造、电机、电控、空气动力学、高分子材料以及液压等多学科复杂系统集成技术。
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CAD技术在能源与动力的应用作者:吉林化工学院机电工程学院热动1103于广丰摘要:CAD技术自诞生之日起为人类社会的发展和进步做出了巨大的贡献,其简明快捷高效的制图功能为各行各业的科研工作者所喜爱。
由于其强的制图功能,CAD技术已经渗透到社会生活的各个领域,为改变人类的生存环境积极服务着。
随着科技的不断进步,CAD技术在能源与动力领域也得到了很大的应用,并且发挥着举足轻重的作用。
正文:随着CAD技术在能源与动力领域的不断应用,其在电力行业关键设备的设计领域得到了极大应用。
也解决了很多传统设计方法所不能解决的问题。
在水力水电方面,对于坝体的设计,运用传统的手工绘图就很难将其立体设计图呈现在大众面前,更不用谈内部设计。
但CAD可以弥补这些缺陷,使我们可以更快捷方便的去设计图纸,以更加直观的方式呈现我们的作品。
此外,还有水轮机的设计都需要强大的CAD技术来支撑。
不仅在水力发电方面,在风力发电及汽车领域CAD 仍然发挥着很重要的作用比如风机主机架的设计以及叶片的设计以及锅炉和空调的设计。
一、CAD在零件制造方面的应用1.零部件设计在零部件设计过程中,主要是实体造型。
首先分析结构由哪些特征组成,哪些特征为基本特征(即最先要建立的特征),然后决定各个特征被创建的顺序。
建模基本过程为:(1)在草绘模块根据主特征外形进行二维草绘图的绘制;(2)运用零件设计模块提供的特征建模工具进行主特征造型,包括拉伸、旋转、扫掠等,根据零件外形之间的拓扑关系,继续下一个特征的建立,一次完成整个模型的建立;(3)根据具体要求进行辅助特征造型,包括挖空、开槽等。
双层取水口的单联机组镜像前零件三维视图、主视图、俯视图及侧视图2.装配设计对装配模型的表达,采用层次模型,装配时从最底层次的子装配体开始逐层装配,直至最上层装配体。
采用这种方法便于数据管理,能减少各层次装配元素的数目,降低分析的复杂度,便于对模型进行快速有效的修改。
工程模型对位置关系的约束要求较高,在装配过程中,应根据实际情况对模型施加准确有效的约束。
在CATIA系统中,装配模型的建立过程如下:(1)将所需要装配的零件导入装配模型文件中。
对重复引用的零件模型,可运用对称等相关工具实现零件的快速多实例化,快速导入零件模型;(2)按各零件问的装配关系施加适当约束,包括同轴、贴合、角度、间距、固接等,调整零件到正确位置;(3)通过装配空间分析发现零件的缺陷及其间的装配冲突,以便做进一步的修改。
二、CAD技术在风能方面的应用风能是一种清洁的可再生能源。
目前,随着各国对环境保护、能源短缺等问题的日益关注,风电行业已受到越来越多的重视。
我国风能资源丰富,风力发电机组在野外长时间经受各种极恶劣天气和非常复杂的风力交变载荷,其设计与生产涉及机械制造、电机、电控、空气动力学、高分子材料以及液压等多学科复杂系统集成技术,不仅需要扎实的理论基础,更需要丰富的实践经验。
主机架是风力发电机组中最关键和承载最复杂的部件之一,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证风电机组正常稳定运行的关键因素,是风力发电机组结构设计的重点和难点。
对主机架的要求有:比重轻、机械性能和疲劳强度较好、便于制造和装配、能经受暴风等极端恶劣条件和随机负荷等。
随着大容量风力机的不断出现,主机架结构朝着复杂化、大型化方向发展,同时风力机上几乎所有载荷都要通过主机架传递到塔架上,对于承受如此复杂载荷的部件,其强度问题显得尤为重要,不仅可以校核结构设计,而且还会指导结构设计、优化结构。
随着计算机及计算技术的飞速发展,特别是适合于复杂结构的有限元分析技术的日臻成熟和成功应用,极大改变传统的结构设计与分析方法。
为此,风机标准如G L、DNV 等均对部件强度问题有明确要求,对于如主机架等类似的复杂结构部件,推荐采用有限元方法对其进行强度分析,有限元法越来越多地应用于风机部件强度分析中。
主机架结构强度分析采用三维有限元计算方法可以很好地处理复杂的几何模型问题,建立模型时不需做大量的简化,可按主机架的实际几何特征建立模型。
故计算所得的结果能较好反映实际问题;并能更详细和准确地反映真实应力的分布,得到不同位置的应力和位移值,为疲劳计算提供载荷——应力分布关系;最后确定最大应力和最大疲劳损伤的确切位置,从而为主机架的强度校核及改进主机架结构设计提供依据。
三.CAD在汽车动力的应用1.汽车模具CAD技术模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具,也就是通常人们所说的模子。
模具生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点。
汽车模具设计制造的核心技术是冲压工艺技术。
冲压工艺技术包括工序设计、成型面设计、刃口设计等等所有涉及产品成型部分的技术。
因此,冲压技术水平决定了模具的设计制造水平。
2.汽车车身覆盖件CAD的技术车身是汽车的一个非常重要的总成,占汽车车身质量和造价的40%—60%,其设计的好坏直接影响着汽车的使用性能。
车身又决定了汽车外形的美观程度,而汽车外形是消费者在购车时首先考虑的因素,对影响消费者的决策起着关键性的作用。
同时车身还必须有足够的强度和静刚度、良好的动力学性能指标,达到保证成员安全和汽车寿命,抗振抗噪,节约能源等目标。
(1)汽车覆盖件模具型面CAD的特点一般覆盖件成形都要依次经过拉延、切边、整形、翻边和冲孔等几道工序。
第一道工序,即拉延工序中最重要的是工艺补充面的设计。
工艺补充面设计得好坏直接影响到所设计的模具能否拉出合格的零件,能否减少调试模具的时间,缩短整个模具的生产周期。
(2)汽车覆盖件模具结构CAD的特点大型模具结构一般都比较复杂,一副大型覆盖件模具有上百个零件,模具的外形尺寸也比较大。
模具结构设计一般可分为二维设计和三维设计两种,两种方法各有其优、缺点。
计算机二维设计与手工图板设计相似,属平面绘图,其优点是设计速度快、占用计算机内存小、对计算机硬件配置要求不高,是一种投资小、见效快的方法;它的缺点是设计错误不易被发现,不能直接用于分析和加工。
三维设计有很多优点,如可实现参数化、基于特征、全相关等,使得产品在设计阶段易于修改,同时也使得并行工程成为可能。
三维设计形象、直观,设计结构是否合理使人一目了然。
同时,三维设计的自动标注尺寸减少了人为设计错误,但三维模具设计目前也存在一些问题,例如:计算机运算速度低、软件占用硬盘和内存的空间大、模具结构投影线条多、设计速度慢等。
3.汽车底盘CAD技术汽车总布置是汽车设计中重要的一环,对汽车产品质量起决定性的作用。
总体布置采用模块化设计,模块之间互相联系,彼此间可以交换数据。
在进行布置设计时,都是在三维空间内进行,因此必须确定零部件位置,这对建立整车坐标系及总称的坐标系很有必要。
在已建立的坐标系中建立数学模型,用坐标点的方法完成总称装配。
待设计完成后,要进行干涉检查,一般分为位置干涉检查和运动干涉检查。
汽车动力性、操纵稳定性、制动性都是性能分析的重要工作。
另外,汽车总布置CAD系统是以数据库、图形库为基础的,设计过程中产生的一系列数据对于今后的工作会有很大的帮助,节省工作量。
总成图形库存储的是与整车总布置密切相关的零部件,其数据包含了对总成的特征结构和尺寸的描述。
总布置数据库主要包含设计中一些中间参数和数学模型运行结果,具有动态性。
4.CAD技术在汽车轻量化中的应用汽车减小自重,不仅可以改善汽车的各项性能,还能降低油耗节省资源。
有两种途径可实现汽车轻量化,一种是采用复合材料,另一种是减小汽车结构尺寸。
但不是为了保证汽车具有较高的安全性,采用缩小尺寸的方式必有一个界度。
尽管现如今复合材料已经广泛用于汽车上,但是从整体上来说,还没有完全达到节省资源的目的。
一方面继续研究性能更为优越的轻量化材料,另一方面可以从设计方面入手。
以前CAD系统只能表示实体的几何和拓扑信息,而不能表示材料信息。
一个现代化的CAD系统应该能建立实体内部的材料信息,即在一个实体内有着不同的材料结构。
而许多结构部件要求材料性能在零件内部随位置变化而连续变化,这要做既能满足零件的性能要求,又能节省大量材料。
比如气缸,其内部承受高温,因此可采用耐高温材料——陶瓷,外部要求具有良好的延展性,可采用金属,因此可以实现陶瓷材料和金属基体间的双向扩散,材料组成呈梯度变化。
但是能够同时进行几何设计和材料设计的CAD技术,在国内并没有从理论走向实践,不过这将会成为今后CAD技术研究的新亮点。
三、CAD设计能源管理系统欧特克有限公司授予美国的建筑公司West Hills欧特克2010年6月“月度发明家”称号。
该公司成功运用Autodesk Inventor软件设计并交付能源效率、管理、存储和分布式发电解决方案。
先进解决方案的运用使得West Hills建筑公司不仅帮助客户减少了能源用量,同时利用可再生资源实现现场发电,所有参与方均获得了环境和经济效益的快速提升。
West Hills建筑公司致力于开发和提供能源管理创新方法。
早前,West Hills建筑公司承担了一项重要设计任务,要为一幢高37英尺、面积8.6万平方英尺、需要现场发电的大楼设计出一套运用光伏(PV)阵列的能源管理系统。
正是利用Autodesk Inventor在生产前制作了数字样机,West Hills建筑公司出色的优化了这大型能源管理系统的每一处的设计与施工细节。
四、CAD在核电方面的应用(以秦山核电三期工程为例)CAD就是以计算机为辅助工具,面向工程问题的技术和各种应用,其核心技术是利用计算机进行图形信息处理和图形显示与控制。
根据秦山核电三期工程的实际情况,我们针对AutoCAD进行开发应用,选用版本AutoDesk公司的AutoCAD R14版本。
一直以来我们对工程资料特别是有关图纸资料没有有效的管理使用办法,一些重要典型的或是有参考价值的图纸除少量还留下纸拷贝件其余大多数都随着工程的结束而变成废纸处理掉。
这种情况不利图纸资料的保存管理和查询,仅存的这些资料在实际工程中也难以得到充分应用,从而造成技术资料的大量流失,也造成许多重复的工作,不利于公司技术的积累,某种程度上也影响到公司向施工技术化队伍转型。
针对这种情况和结合秦山核电三期工程的实际需要,决定推广CAD的应用,要求工程技术人员用AutoCAD制图,为<50mm以下管路及电气桥架等现场二次设计作好准备。
通过对CAD的开发应用,已经在许多方面取得了预计成果,主要有:(1)大大提高了出图速度,出图质量也有大幅提高。
通过AutoCAD的应用,在短短几个月内出图1800余张,另外通过AutoCAD和Excel的结合产生技术记录1500余份,减少了技术人员的工作,避免了许多重复工作,也方便了图纸和记录的升版。
(2)逐步形成一整套规范的图纸管理体系,便于图纸资料的管理、查询和修改升版。