毕业设计(论文)开题报告_图文

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1、 毕业设计毕业设计(论文论文)开题报告开题报告 题目题目：燃气轮机可视化装配仿真燃气轮机可视化装配仿真 院院（系系） 机电工程学院机电工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 100203100203 姓姓 名名 秦凯秦凯 学学 号号 100203110020311414 导导 师师 千千 学学 明明 2015 年年 2 月月 28 日日 一一 选题的背景及意义选题的背景及意义 在全球一体化不断加剧的环境中,当今制造业也将与其他行业一样,面临着来自于全球市场日益增大的竞争压力.为了迅速适应全球市场需求变化,提高自身竞争力,制造企业必须使产品满足开发时间短,

2、质量高,成本低,服务优良,环保效果良好及适应能力强等条件,从而来满足顾客的不同要求.那些在市场竞争中处于劣势的企业,往往是由于没有注重产品开发环节,因此产品开发是制造企业在市场竞争中取胜的关键.在产品生命周期的众多环节中,产品装配处于十分重要的环节.据相关统计,在工业国家,大约1/3的人力在产品的生产工程中从事产品装配相关的活动,约百分之三十到百分之五十生产费作为装配和调试的费用,约百分之四十到百分之六十生产制造总工时用到产品的装配,因此,在产品的装配阶段发生问题,将导致产品设计与加工制造的改变,不但会延长产品的开发周期,而且会增加产品的开发成本,不利于企业提升自身的竞争力.燃气轮机是一种先进

3、而复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品.作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是 21 世纪的先导技术.发展集新技术,新材料,新工艺于一身的燃气轮机产业,是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一,具有十分突出的战略地位.由于多方面原因,我国的燃气轮机同国际先进水平相比人存在很大差距,尚未形成真正的产业.诸多领域动力落后的状态,已成为制约国民经济发展的瓶颈. 因为发动机结构复杂,零件数目巨大,航空维修工作中存在大量的人为差错.对燃气轮机装配过程进行仿真,可以实现生产,工艺与制造资源的虚拟协同设计,缩短设计周期,降低设计成本. 图燃气轮机可视化装配仿真

4、流程图 设计任务书 确 定 设 计 条总体方案构思（系统工 程、创造性方法学） 综合分析程序 库： 系统工程分 析、优化分析、 可靠性分析等 方案论证 闸阀设计资料数据 库： 各种设计标准、 规范等 最优？ 修改设计方案 选定结果方案 闸阀图库：基本几 何图形、标准零部 件图库、相似件图零件图、装配图 满足要求？ 闸阀技术计算程 序库：零部件设计 计算等 技术设计与分析 闸阀设计结果数据 库 利用 DELMIA 进行仿真 结束 设计任务书分析 从图中可以看出，一个完备的闸阀计算机辅助设计系统具有以下的优点： （1）闸阀方案的优化设计 闸阀 CAD 技术可以帮助技术人员运用系统工程进行方案的优化

5、设计，从整体的角度来认识设计对象，优化闸阀的结构布局方案。 （2）闸阀结构设计与分析 闸阀设计方案选定好后，技术可以帮助设计人员进行闸阀结构的几何模型（二维、三维）设计与分析；可以方便、快捷地进行产品结构的几何外形的设计与修改；可以立体地、多角度地、直观地观察产品的外形、颜色是否符合消费者的审美观，操作部件是否符合人机工程学等。 （3） 闸阀的性能分析与动态模拟 设计人员还可以利用CAD技术对闸阀的工作过程、运动过程进行模拟，对闸阀的性能进行计算、分析，若不满足要求，可以方便地重新修改设计。 （4）自动生成闸阀的设计文档资料 通过 CAD 技术，可以快速地生成精确美观的闸阀设计文档，如装配图、

6、零件图等；也可以自动生成产品技术数据文件，这些技术数据还可以直接用于后续的闸阀 CA系统。 二二 国内外研究发展现状国内外研究发展现状 闸阀行业最早产生于 20 世纪 30 年代的意大利米兰，在西方国家接近有 70 年的历史，而我国的闸阀产业只有 20 年的发展。 2.1 国外发展现状 国外闸阀研究机构对闸阀的设计与基础理论、新材料、新工艺、产品性能、可靠性和标准化的研究十分重视。其科研特点如下：试验研究与新产品开发密切结合； 内部研究课题与引进国外技术密切结合；重视高新技术在闸阀上的应用研究；重视高参数和特殊工况用闸阀的试验研究；重视闸阀基础理论的研究工作；重视现场试验与改进工作4-5。 比

7、如美国 Autodesk 公司为了闸阀乃至整个机械行业的发展需求，对 AutoCAD 的相继开发，它对闸阀设计有着深远的意义。以下图 2-1 为 AutoCAD 二次开发工具的演变。 ActiveX Automation Visual LISP AutoLISP ADS DCL ADS-RX ObjectARX 1986 年 1988 年 1990 年 1992 年 1994 年 1996 年 1998 年 第一代 第二代 第三代 图 2-1 AutoCAD 二次开发工具的演变 2.2 国内发展现状 改革开放以来，我国闸阀设计水平也有了较大的提高，计算机作为一种设计工具大大提高了设计效率和准确

8、度6。湖南大学与长沙阀门厂的钟昌勤和胡平等对基于特征的闸阀CAD 系统进行了研究7； 原江汉石油学院的冯定等将闸阀 CADCAM 系统分为设计计算模块、分析模块、动态图库模块、CAM 模块、动态数据库 5 个模块进行了研究8；四川大学的姚进、李勇等运用 Delphi 以及 MDT 软件建立了软密封胶板闸阀、撑开式平板闸阀、三偏心蝶阀等 4 种阀门零部件参数化图库，可对这 4 种阀门进行快速系列化设计9；兰州理工大学的何世权、 刘世辉等研究了 VB 及 Solidworks 二次开发技术在闸阀产品设计中的应用10；沈阳大学的黄晓光和孙荣全研究了 Autodesk Inventor 在闸阀新产品开

9、发中的应用 11；北京机械工业学院的高平、孙江宏对基于 UG 的闸阀 CAE 进行了研究，利用 UG 软件强大的CADCAE 功能进行闸阀的建模、装配、关键部分的运动仿真及阀体的有限元分析 12。这些研究有的开发了闸阀 CAD 系统， 有的利用其它 CAD 软件对闸阀进行设计、 校核、 绘图等，提高了闸阀设计的效率和准确度，对企业的科技进步起到了重要作用。 目前国内虽已开发了一些闸阀 CAD 软件，但是对于我国闸阀企业的需要来说仍然是凤毛麟角。闸阀的种类繁多，而每一种类又可以分为很多小类，因此如果想开发一种放之四海而皆准的闸阀 CAD 系统是不可能的。在已开发的闸阀类 CAD 系统中，有的是以

10、二维软件为平台，跟不上现在三维设计发展的需要；有的单纯是绘图系统，缺少产品设计、计算和校核环节；有的虽然以三维软件为平台，但是缺乏必要的理论设计计算模块和有限元分析模块的集成；有的虽然有类似模块，但是要调用很多其它软件，不仅要对各软件进行复杂的接口设计和数据传输，而且购买各种软件的开支对于一般的中小型企业显然也是难以承受的。基于以上分析，面向闸阀或其他机械制造企业，有必要以 SolidWorks 三维软件作为平台，运用可视化编程软件对其进行二次开发，编制出包含设计计算模块、系列化设计模块、参数化设计模块、三维和二维相结合的绘图模块、有限元分析模块等相结合的闸阀CAD 系统软件。该 CAD 系统

11、软件对于缩短产品设计周期，提高产品标准化程度将起到重要作用。 三三 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法研究方法 3.1 课题研究的主要内容 （1）对软件系统需求分析，并进行系统规划； （2）结合所学的理论知识和工程实践，进行总体设计、详细设计与编码、测试等全过程，创建计算机辅助设计系统界面，并且建立数据库，设计浏览界面，建立二维、三维图形； 3.2 闸阀研究方案 3.2.1 闸阀支撑软件 闸阀支撑软件主要用来实现几何建模、绘图、工程设计计算和分析等功能。分为闸阀计算机分析软件（主要用于工程设计中的各种数值计算和分析） 、闸阀 CAD/CAM

12、软件系统（支持二维和三维图形方式下进行产品及零件的定义） 、闸阀数据库管理系统（DBMS） （用于管理庞大的数据信息、对数据进行各种操作）和闸阀网络服务软件。 3.2.2 闸阀开发方法 一个功能完善的闸阀应用软件， 包含着图形处理、 数据管理、校核计算等几大部分。由于通用的 CAD 软件系统具有强大的功能和优势，且其本身就直接提供多种软件接口供用户开发，所以， 本设计选定以 Visual Basic 6.0 为开发工具，对Solidworks 进行二次开发，设计并开发一套闸阀设计、绘图、计算于一体的闸阀 CAD 软件系统。系统以模块进行设计，由参数输入、数据处理和绘图模块组成。各模块之间相互独

13、立，通过人机交互界面实现连接。采用 VB 编写的自动化绘图程序，将绘制闸阀所需的关键参数为全局变量，通过对变量进行赋值，自动计算出绘制图形所需要的尺寸，调用绘图函数进行绘图；设计了图层、尺寸标注、标题栏和技术要求，实现了闸阀的自动化标注和绘制，弥补了 Solidworks 软件的不足。 3.2.3 程序设计开发方法 对于本设计欲采用模块化的程序设计方法，其基本思想是：把软件分成若干个相对独立、功能单一的模块。模块化软件是一种逻辑清晰、层次分明的软件。其优越性有以下几点： a) 由于模块是相对独立的，并且其功能单一完整，所以每个模块都可以独立地设计其计算方法，单独进行编码和测试，从而是复杂的程序

14、编制工作得以简化，有效地控制了程序设计的复杂性。 b) 由于模块是相对独立的程序块，所以一个模块中的错误是不易扩散和蔓延到其他模块中去，从而使软件的可靠性有了很大的提高。 c) 采用模块化结构，可以由众人同时进行集体性开发，从而提高了软件的开发速度，缩短了软件开发周期。 d) 由于软件具有模块化结构，所以软件开发工作可以把各个功能模块进行组合。这就使一人做出的模块可以被他人使用，一次开发出的模块可以在不同的程序中多次使用，从而避免了程序开发的重复劳动，提高了闸阀软件开发效率。 e) 闸阀计算机辅助设计软件投入运行后，在对软件进行维护时，能够以模块为单位进行测试和修正。修正一个模块时不会影响其他

15、模块的功能。在软件需要扩充功能时，只需增加若干功能模块，而不会涉及整个程序的大面积修改。因此，模块化软件具有良好的可维护性。 从闸阀软件工程技术上看，可靠性、效率和可维护性是软件质量的主要评价指标。因此，用模块化程序设计方法来开发闸阀计算机辅助设计软件可以大大提高软件的质量。 在本闸阀计算机辅助设计软件的开发过程中，综合采用了面向对象和模块化程序设计方法，将系统分成不同的模块，程序中每个模块都是独立的，可以分别编制程序实现。而各个程序模块之间则通过人机交互界面进行数据交换和传输。这样，既降低了设计开发的复杂度，又便于程序和整个程序的维护和扩充。 本闸阀计算机辅助设计系统程序开发可分为三个模块： a) 用户登录模块：用户登录模块是本系统的安全保障。该模块的作用是只允许注册本系统的用户才能真正进入本系统内进行绘图操作。 b) 闸阀参数输入和数据处理模块：该模块的主要功能是让用户通过单选按钮选择闸阀的流量特性，通过文本框输入闸阀设计时所需的关键参数，然后将通过全局变量传递的参数值进