后舱门的逆向设计和有限元分析

论文摘要

逆向工程技术是当今先进制造技术热点之一，可以缩短产品设计和制造周期；有限元分析技术可以改善产品质量，降低产品成本。本文应用这两种技术对金龙客车后舱门进行了逆向设计和有限元分析。本文总结了逆向工程技术的数据采集方法，采用三坐标测量机对金龙客车后舱门进行了实际测量，并对获得的测量数据预处理。本文利用UG NX4几何造型技术，研究了重构曲面的方法，包括基于扫描线点云数据的曲线建立方法，基于网格曲面的曲面重构方法等，完成了后舱门的曲面重构。在此基础上对后舱门结构进行了详细设计，并运用高级仿真功能对建立的后舱门模型进行了有限元分析。分析了后舱门的结构强度和刚度，对后舱门结构的设计作出了评价。研究了后舱门的自由振动模态，得出了后舱门的固有频率及相应的振型，为避免共振，对后舱门的振动特性作了分析。同时对后舱门加强筋进行了深度和结构的优化，改善了整体性能，使质量减轻了8.06％，有效地节约了成本，并在实践中得到了很好的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 逆向工程及国内外研究现状
• 1.2.1 逆向工程概述
• 1.2.2 逆向工程技术国内外研究现状
• 1.2.3 逆向工程的应用
• 1.3 CAE概述及其发展现状与趋势
• 1.3.1 CAE概述
• 1.3.2 CAE技术的发展现状与趋势
• 1.4 课题来源、目的及意义
• 1.4.1 研究目的和意义
• 1.4.2 研究对象分析及技术指标
• 1.5 本文研究内容
• 2 数据获取
• 2.1 数据采集方法
• 2.1.1 接触式数据采集方法
• 2.1.2 非接触式数据采集方法
• 2.2 基于三坐标测量机的数据获取
• 2.2.1 三坐标测量原理简介
• 2.2.2 本文采用的测量设备
• 2.2.3 测量前的准备工作
• 2.2.4 后舱门的数据采集
• 2.2.5 数据格式转换
• 3 建立后舱门CAD模型
• 3.1 UG NX软件介绍
• 3.2 模型分析
• 3.3 点云处理
• 3.4 曲线的构成
• 3.4.1 UG曲线构建的技巧
• 3.4.2 创建大面UV曲线
• 3.5 曲面重构
• 3.5.1 UG曲面重构技巧
• 3.5.2 基础面重构
• 3.5.3 局部特征曲面重构
• 3.6 实体建模
• 3.6.1 基于曲面建模
• 3.6.2 正向建模
• 4 有限元建模
• 4.1 有限元法的基本思想
• 4.2 有限元分析软件——UG NX高级仿真
• 4.2.1 高级仿真模块概述
• 4.2.2 分析过程
• 4.3 后舱门的有限元建模
• 4.3.1 解算器的选择
• 4.3.2 定义材料
• 4.3.3 网格划分
• 5 静态分析
• 5.1 载荷处理
• 5.2 约束处理
• 5.3 结果分析
• 6 模态分析
• 6.1 模态分析概念
• 6.2 模态分析的理论基础
• 6.3 NX NASTRAN模态分析算法介绍
• 6.4 后舱门模态分析
• 7 优化分析
• 7.1 优化设计概述
• 7.2 优化设计的寻优算法
• 7.3 后舱门优化
• 7.3.1 UG优化分析概述
• 7.3.2 加强筋深度优化
• 7.3.3 加强筋结构优化
• 8 总结与展望
• 致谢
• 参考文献