最新-基于PROE的进排气阀门的运动仿真分析
PROE运动仿真分析

PROE运动仿真分析PROE(Pro/ENGINEER)是由美国Parametric TechnologyCorporation(PTC)公司所开发的一套3D CAD软件系统。
它是一款功能强大的工程设计与制造软件,广泛应用于机械工程、汽车工程等领域。
在PROE中进行运动仿真分析可以帮助工程师们更好地了解和优化他们的设计方案。
运动仿真分析是一种通过模拟机械系统在给定条件下的运动来评估其性能和运行情况的方法。
通过对设备或产品的运动进行分析与仿真,可以预测其运动特性、动力学行为和相应的应力应变等情况。
这对于设计师来说非常重要,因为它可以在实际制造之前发现问题并进行相应的调整,从而节省时间和成本。
在PROE中进行运动仿真分析有几个基本步骤。
首先,我们需要创建一个装配模型,也就是包含了所有相关零部件的模型。
然后,我们需要为每个零件定义其运动关系和约束条件。
这些条件可以是固定的,也可以是变化的。
接下来,我们需要选择适当的运动学分析工具,例如正向动力学和逆向动力学。
运动学分析允许我们确定系统的运动规律和轨迹。
最后,我们需要对系统的受力和应力进行分析,以确定零件的强度和稳定性。
PROE中的运动仿真分析可以帮助工程师在设计过程中解决各种问题。
以下是一些典型的应用案例:1.碰撞检测:PROE可以模拟装配过程中各个零部件之间的碰撞情况。
这可以帮助设计师排除可能导致装配错误或故障的问题。
2.动力学分析:通过对装配模型进行运动仿真分析,可以确定各个零部件的运动规律和速度变化。
这对于设计运动机构和机械设备非常重要。
3.振动分析:PROE可以帮助评估系统的振动特性,包括自由振动频率和振幅。
这对于减少振动和噪音问题非常有用。
4.受力和应力分析:工程师可以使用PROE进行受力和应力分析,以确定系统中可能存在的弱点和潜在的破坏部位。
这对于优化设计方案和提高产品强度至关重要。
5.运动优化:PROE可以帮助工程师优化机械系统的运动性能,例如减少摩擦、优化速度和精度等。
基于PROE的球阀的设计

基于PROE的球阀的设计摘要阀门在国民经济各个部门中有着广泛的应用,随着我国生产建设、国防建设、人民生活等方面的提高对阀门的需求量越来越大,对产品的质量、更新速度以及产品从设计到投放市场的周期都提出越来越高的要求。
而阀门行业的设计手段及制造相对滞后于市场,很多部分的设计采用二维CAD软件进行设计工作,无法形成产品数字化信息化管理,已不能满足现代工业生产发展的要求。
本文针对于球阀参数DN为250mm以及设计压力为2MPa的球阀进行设计,在满足设计要求的同时,降低结构的复杂性,并借助于三维软件Pro/E完成所设计球阀的实体建模及装配。
关键词:1、球阀;2、Pro/E;3、结构设计目录目录 (3)一、绪言 (4)(一)研究背景及意义 (4)(二)球阀的发展现状 (4)(三)主要内容 (5)二、球阀的理论概述 (7)(一)球阀的结构及工作原理 (7)(二)球阀的类型 (7)(三)球阀的主要特点 (8)(四)球阀的适用原则 (9)三、球阀的设计 (10)(一)球阀球体的直径确定 (10)(二)球体与阀座之间密封比压的确定 (10)(三)球阀密封力的计算 (12)(四)球阀的转矩计算 (13)(五)阀体的设计 (14)(六)阀杆的设计 (19)(七)球体的设计和校核 (23)四、基于Pro/E的球阀实体模型 (25)(一)Pro/E软件简介 (25)(二)球阀主要零件的实体构建 (25)(三)球阀总体装备图 (28)五、结论 (29)致谢 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (30)一、绪言(一)研究背景及意义随着全球化市场、日益激烈的国际化竞争对快速产品开发和产品创新的巨大需求等因素推动了制造业的信息化、数字化。
基于Pro-E和ADAMS的阀门气动执行器仿真优化(1)

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
基于Pro/E 和ADAMS 的阀门气动执行器仿真优化(1)
以阀门气动执行器为研究对象,运用三维设计软件Pro/E 构建实体模型,并实现虚拟装配。
利用Pro/E 和ADAMS 的接口软件Mech/Pro,将模型导入到ADAMS/View 下并建立完整的虚拟样机模型,对模型进行动力学仿真分析。
利用ADAMS/View 的设计研究功能,对机构进行优化设计,得到了使阀门气动执行器运动较为平稳的活塞杆尺寸参数。
阀门是流体输送系统中的控制部件,具有截止、调节、导流、防止逆
流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
阀门气动执行器是利用压缩空气驱动阀门
启闭的装置。
气动执行器作为阀门的配套驱动及控制部分在国民经济各个部门
中有着广泛的应用,同样在工业自动化生产中占有及其重要的地位。
目前国内
阀门技术水平与国外发达国家相比还有差距,中小型阀门企业在产品设计上依
靠模仿国外同类产品,缺乏具有自主知识产权的核心技术。
通过对阀门气动执
行器的正向设计希望能够为国内阀门行业添砖加瓦,为阀门企业提供一些帮助。
1、气动执行器的实体建模1.1、建立零件实体模型针对某型阀门气动执
行器产品,利用Pro/ENG
2.1.1、驱动力的创建
本文所研究的气动执行器气源压力4.0 乘以105Pa,活塞直径140mm,活塞杆直径32mm。
根据双活塞双作用串联式气缸的活塞推力计算公式
其中,D 为活塞直径,d 为活塞杆直径,ps 为气源压力,η1 为考虑
摩擦阻力影响引入的系数。
基于ProE的机械运动仿真设计

基于Pro/E的机械运动仿真设计作者:施叶飞来源:《中小企业管理与科技·下旬》2010年第11期摘要:仿真技术在机械产品的设计中起着非常重要的作用。
本文主要通过汽缸运动机构的运动仿真设计过程介绍了Pro/E中的仿真模块以及机构仿真的设计方法和过程,并总结了该设计途径的优越性。
关键词:曲柄滑块机构运动仿真 Pro/E 仿真模块0 引言目前,许多国内外的大型辅助设计软件,都包含了机械装配和运动学仿真的功能模块,例如PTC的Pro/Engineer,SDRC的1一DEAS,MATRA的EUCI ID软件及DES的UG等。
机械产品的运动分析和仿真已经成为计算机辅助工程(CAE)中不可缺少的重要环节,同时也成为机械设计的必经过程。
进行机械产品设计时,通常要进行机构的运动分析,以此来验证机构设计的合理性和可行性。
机构运动仿真技术就是通过对机构添加运动副、驱动器,使其运动起来,以实现机构的运动模拟。
此外,运用机构中的后处理功能可以查看当前机构的运动,并且可以对机构进行运动速度、轨迹、位移、运动干涉情况的分析,为研究机构模型提供方便。
1 机构运动仿真的设计过程机构运动仿真是在Pro/E系统的装配模式中进行的,其Mechanism功能专门用来处理装配件的运动仿真。
机构运动仿真的设计过程如图1所示,主要可分为以下几个总体方案设计主要是利用已知条件,以及希望达到的目的或机械应实现的功能,进行机械的全局设计,在头脑中构思形成比较完善的设计方案。
建立运动模型是指进行机械各部分的具体设计,首先确定各零件的形状、结构、尺寸和公差等,并在计算机上进行二维绘图和三维实体造型,然后通过装配模块完成各零件的组装,形成整机。
装配是运动仿真的前提保障,装配关系的正确与否直接影响着运动仿真的结果,装配前首先要确定运动的各构件以及各构件之间的运动副。
确定好各构件及各构件之间的运动副之后,即可通过选择构件和运动副组成机构,最后由各机构组成整机。
基于Fluent的阀门开启过程阀芯气动力仿真研究

t e di e i ,t ) m m
{ it < O0 ) fi = .1 *阀芯运 动时间 { (me / /
一 ,●●●●●●● ● ● ●. ●.● ● ● ● ●●●● ● ●● ●
e_ e 1= 0 5 *阀芯运动 速度 , gv l ]一 . ; [ 0/
缝 隙区
座 之间保 留了一层 非常小 尺度 的网格[ 2 1 。
2 计 算 结果
21 动铁芯 匀速 运动规律 时计 算结果 . 设 动铁 芯 为匀 速运 动 .设 置 动铁 芯 的运 动速度 分 别 为 01 /、. m s00 5 /、.1 /、. 5 /,图 5 .m s00 /、. m s00 m s0O m s 5 2 0 为人 E压力 为 1 k a时 ,动铁 芯在 不 同运 动速 度情 况 l 0P
13 求 解 设 置 .
图 4为上 阀腔 区与 左 右缝 隙 区 的局 部放 大 图 。 图 中局 部放 大 3和 4为缝隙 。需要 说 明的是 , 当动铁 芯开
度 为 0时 , 芯和 阀座 间 的接 触 面 ( 4中局部 放 大 l 阀 图
对 所 有 区 域 进 行 初 始 化 , 代 时 间 步 长 设 为 迭 00 0 s时 间步数为 3 , . 5, 0 0 最大迭 代数 为 2 0 , 0 0 设置 每个
因此 使用 三角形 网格[ 3 1 。 设 置边 界条 件类 型 :人 口和 出 口均 使 用压力 边 界 条 件 ,同时 将 动 铁 芯 对 应 的所 有 边 进 行 统 一 命 名 为 Vl 。 av 以便于在 下文 中进行 动 网格 区域设 置 。完成 以上 e 所 有工作 以后 。 出 网格 文件 。 输
利用 Fun 2 let D单精度 求解器进行计 算 , 读人并 检 查 网格 , 置长度单位制 。选 择非稳态求解 模型 ,一 设 k 湍
基于Pro/E的配气机构三维运动仿真设计

计的方法。
关 键词 : 气机 构 ; 配 凸轮 型 线 ; 配气 相 位 角 ; 真 仿 中 图分 类 号 : P l T 3 文 献 标 识码 : B
利用 Po E软件 进行 零件 的三维 设计 已经被 越来 越广 泛地 应 用 , 而 , r/ 然 要利 用它 进 行 机 构 的 运 动 仿 真 设 计 还 比较 复 杂 。 此 次 配 气 机 构 设 计 以 R 2 2 0 J 柴油 机为原 型 , 于 Po E野 火 3 0版 , 用 了 T p—d w 1V 8 Z 型 基 r/ . 采 o o n协 同设计 模 式 , 骨架 模 型定位 , D U F精确 凸轮 轮 廓建 模 和 三 维 机构 连 接 方 法 , 实现 了全 三维 配气机 构 的运动 仿 真 。
成 两个 部分 , 以上级 骨架 的安 装定 位信 息为 设计 基准 进行 建模 , 这样 做 的好
处 是两个 总 成部 分可 同步 进 行 , 不 干 涉 。其 中 , 缸 盖 总 成 组 件 由气 缸 互 气
盖 、 臂组 件 、 摇 横臂 组 件 、 门组件 等 组 成 ; 气 凸轮 轴 总成 组 件 由凸 轮轴 、 杆 推 组件、 挺杆 组件 组成 , 用整 体式 结构 , 采 分左 、 2根 , 右 两缸 1节 , 为 3个 单 分
分 , 个部 分 分别 以一个 骨 架模 型 零 件 进行 三 维 建 模 , 个 零 件 结 构 简单 , 每 每
睇
鬟 鬟鬟l黪 _
容 易建模 。然后 将所 有 完 成 的零件 进 行相 应 的合 并及 剪 切就 可 以完 成气 缸 盖 的建模 了 , 个零 件 的特征 过 程非 常 干净 , 续 如有 设 计改 动 只需 在相 应 整 后 的骨 架模 型 中进 行 即可 , 改 容 易 , 修 出错 率 低 。 图 1 图 2 图 3分 别 显 示 了 、 、
PROE运动仿真教程

PROE机构仿真之运动分析关键词:PROE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线术语创建机构前,应熟悉下列术语在PROE中的定义:主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件,主体内DOF=0。
连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。
连接的作用就是约束主体之间的相对运动,减少系统可能的总自由度。
拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。
动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。
执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。
齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。
基础(Ground) - 不移动的主体。
其它主体相对于基础运动。
接头(Joints) - 特定的连接类型(例如销钉接头、滑块接头与球接头)。
运动(Kinematics) - 研究机构的运动,而不考虑移动机构所需的力。
环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。
运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。
放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。
回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。
伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。
可在接头或几何图元上放置电动机,并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。
LCS - 与主体相关的局部坐标系。
LCS 就是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。
UCS - 用户坐标系。
WCS - 全局坐标系。
组件的全局坐标系,它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。
运动分析的定义在满足伺服电动机轮廓与接头连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下,模拟机构的运动。
气动阀控制系统的建模与仿真分析

气动阀控制系统的建模与仿真分析气动技术已经成为了大多数工业生产过程中不可或缺的一部分,而气动阀控制系统则是这项技术中十分重要的一环。
气动阀是一种通过气体压缩使机械运动的阀门,其主要应用于流体控制领域,例如调节气压、流量、温度等。
而气动阀控制系统则是将气动阀和其他控制元件集成在一起,以实现对气动阀的精确控制。
因此,建模与仿真分析是实现气动阀控制系统的关键步骤之一。
一、建模建模是气动阀控制系统的基础,能够快速准确地将物理过程抽象出来并代码化,以便进行进一步的仿真,模拟,优化和部署。
建模过程通常可以通过以下几个步骤实现:1. 识别系统要素:首先需要明确需要控制的气动阀,以及系统中可能影响其运行的因素,例如传感器,执行器,压力计等。
2. 确定系统输入和输出:系统输入可以是气动阀控制系统中的输入信号,例如开关状态或气压信号,而系统输出则是气动阀的控制信号。
3. 建立数学模型:基于系统要素和输入、输出参数,可以建立系统的数学模型,通常是基于传统的控制理论和微积分方法。
4. 确认参数:建立模型后,需要确认系统参数。
这些参数将决定系统的行为,包括系统的稳定性和响应时间等因素。
二、仿真分析当建模完成后,就可以进行仿真分析。
仿真分析是一种虚拟的试验方法,可以在不同的任务和环境中快速验证气动阀控制系统的表现,并评估其可行性。
1. 仿真环境和工业应用:仿真环境是实现仿真分析的核心,可以使用各种仿真软件来模拟气动阀控制系统的运行状态,并测试其在不同情况下的表现,例如稳定性,响应时间,效率,安全性等。
依靠仿真分析可以更快捷地将气动阀控制系统应用于各种工业过程。
2. 辅助决策:仿真分析不仅可以用于评估系统性能,还可以用于辅助决策。
例如,物流公司可以使用仿真分析来确定哪种气动阀控制系统更适合其工业用途,以及如何优化其供应链和货运流程。
3. 优化:基于仿真分析,可以进行气动阀控制系统的优化。
例如改进系统参数,减少响应时间和提高系统稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
本科学生毕业设计基于PRO/E的进排气阀门的运动仿真分析院系名称:专业班级:学生姓名:指导教师:职称:黑龙江工程学院二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeMovement Simulation of Input Air and Outputair Valve ofEngine based on Pro/eCandidate:Specialty:Class:Supervisor:Heilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin摘要配气机构作为内燃机的重要组成部分,其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。
随着内燃机高功率、高速化,人们对其性能指标的要求越来越高,要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作,因而对其配气机构提出了更高的要求。
配气凸轮型线是配气机构的核心部分,配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。
模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
本文对配气机构给零件形状、尺寸进行了设计,并且应用pro-engineer进行了实体建模,得到了配气机构的三维装配图。
再将配气机构模型导入ADAMS软件进行约束的建立以及驱动的添加,使得配气机构能够在ADAMS 软件中进行仿真,从而得到各种数据曲线对整个机构的性能进行分析,根据各种数据分析得到配气机构的最优设计。
关键词:内燃机;配气机构;虚拟样机技术;建模;仿真ABSTRACTThe valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.This thesis devise the parts shape and dimension for the valve train, obtain the 3D assembly diagram base on model entities by pro-engineer. Importing the valve train to ADAMS software, then creating the constraints and adding drives. Sequentially, analyze the whole organization performance, after get the various data curve from valve train be capable simulation in ADAMS software. Finally, obtain the optimum design of valve train according to various data analysis.Key words: Internal combustion engine; Valve train VPT; Virtual prototyping technology; Modeling; Simulation目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.1.1设计的目的 (1)1.1.2设计的意义 (1)1.2柴油机配气机构现状 (1)1.3设计内容 (2)1.4用计算机辅助配气机构设计分析 (3)1.5本文研究内容 (3)第2章配气机构零部件设计 (5)2.1气门 (5)2.1.1气门设计的基本要求 (5)2.1.2气门的工作条件分析及材料的选择 (5)2.1.3气门头的设计 (6)2.1.4气门杆的设计 (7)2.1.5气门的主要损坏形式和预防措施 (8)2.2气门弹簧的设计 (9)2.2.1气门弹簧的设计要求 (9)2.2.2弹簧介绍 (9)2.2.3气门弹簧的有关计算 (11)2.3摇臂的设计 (13)2.3.1摇臂的工作原理 (13)2.3.2摇臂与气门杆顶面间接触应力的计算 (14)2.4推杆的设计 (14)2.4.1推杆的功能结构形式 (14)2.4.2尺寸设计 (14)2.5挺柱的设计 (16)2.5.1挺柱的结构 (16)2.5.2平面挺柱导向面与导向孔之间的挤压应力的计算 (16)2.5.3平面挺柱的最大速度 (16)2.5.4凸轮与挺柱间接触应力的计算 (17)2.6凸轮的设计 (18)2.7凸轮轴的设计 (19)2.7.1凸轮轴基本要求 (19)2.7.2凸轮轴计算 (20)2.8本章小结 (21)第3章Pro-engineer和Adams软件理论基础 (23)3.1虚拟样机技术介绍 (23)3.2虚拟样机强有力的工具 (24)3.3 用Proe和Adams开发虚拟样机的主要流程 (24)3.4 多体动力学 (25)3.5本章小结 (28)第4章建模与仿真 (29)4.1 Proe实体建模 (29)4.2建立Proe装配图 (32)4.3将装配图导入Adams (34)4.4配气机构多体动力学仿真结果及分析 (35)4.5本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (46)第1章绪论1.1 课题研究的目的和意义1.1.1设计的目的建立在计算机实体建模及可视化基础上的虚拟样机技术是应用于现代工程设计领域的数字化设计及分析工具。
应用计算机技术对柴油机配气机构进行仿真分析,从而得到发动机在供作时,配气机构中个零件的参数。
为配气机构的设计提供便利。
1.1.2设计的意义气门机构是发动机进/排气系统的重要组成部分。
同时,进排气阀门噪声也是发动机噪声的主要来源之一。
随着发动机转速不断提高以及广泛采用的多气门方案都可能导致发动机进排气阀门噪声的增加。
在发动机噪声法规的日益严格的今天,对发动机进排气阀门的运动分析是很有意义的。
计算机辅助设计也是意义重大。
现代社会分工中,设计工作是一项各行业都需要的重要工作,其对行业的发展、各项工作的开展都有着重要的积极。
服装设计、机械设计、工程设计、汽车设计、图形图像设计等已经成为了行业工作所必须的工作。
计算机辅助系统的出现为设计人员的工作带来了巨大的变化,其极大的缓解了传统手工制图设计存在的劳动量大、不易修改等缺点,促进了设计工作的改革以及工作效率的提高。
科学的分析计算机辅助设计对设计工作的重要意义有助于相关软件企业针对行业应用细化计算机辅助设计系统,为设计工作提供更加便捷、稳定的辅助设计系统。
1.2柴油机配气机构现状过去的配气机构设计,只单一研究凸轮,而没有考虑其他零部件产生的影响。
由于配气机构是一个弹性系统,它由许许多多的零部件所组成,往往一个成功柴油机所采用的凸轮应用于其他类型的柴油机上不一定效果会好,凸轮必须和整个配气机构系统结合在一起进行考虑,良好的凸轮设计也必须与系统的其他零部件正确匹配,才能达到希望的效果图[1~4]。
为了准确研究配气机构的动态性能,了解气门的实际运动规律,在机构动力学仿真分析方面,目前已采用了多种分析模型。
其中比较基础的是单自由度质量模型。
它是将机构简化成由一个质点、弹簧及阻尼器组成的系统,它把机构的质量简化到一个质点上,把机构的弹性等加到一个等刚度无质量的弹簧上,阻尼等效到阻尼器上,该模型具有简单、方便等特点,可以满足一般的低、中速柴油机的要求,但由于把质量和刚度都等效到一个点上,不能求出机构各部件的运动和受力情况,不能判断机构零件之间是否发生飞脱,也无法得知弹簧的振动情况。
为了克服单自由度模型存在的不足,发展了多自由度质量模型。
多自由度质量模型具有比单自由度质量模型更为真实反映实际机构状况的优点,利用多自由度质量模型能精确地研究各传动部件的运动规律和受力情况,也能分析气门弹簧的振动情况[5~10]。
对于多自由度质量模型,最主要的问题是计算的复杂性,随着计算机技术的发展和广泛应用,各种商业配气机构软件的推广,多自由度质量模型已逐渐成为配气机构动力学建模的主要方式。
20世纪初仿真技术已得到应用。
例如在实验室中建立水利模型,进行水利学方面的研究。
1940~1950年航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真技术的进步。
1960年计算机技术的突飞猛进,为仿真技术提供了先进的工具,加速了仿真技术的发展。
采用仿真技术,可以在计算机内对内燃机产品的部件装配并进行机构运动仿真,由仿真运行可校核部件运动轨迹,及时发现运动中部件干涉隐患;对部件装配进行动力学仿真,可校核机构受力情况;根据机构运动约束及保证性能最优的目标进行机构设计优化,可最大限度地满足性能要求,对设计提供指导和修正。
通过几个五年计划的努力,我国仿真技术得到了快速发展,并取得了突破性成果。
在国防工业领域,建成了不同类型的半实物仿真系统。