CN106960082A - 一种机械设计辅助系统及应用方法 - Google Patents

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庄承淮
王西峰
姜超
谢建德
罗旌旺
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Abstract

本发明提供一种机械设计辅助系统及其应用方法，其系统包含包括依次信号连接的设计方案识别与导入模块、模型生成模块、模型分析模块、结果输出模块四个模块；以及与模型生成模块、模型分析模块分别信号连接的数据资源存储模块。本发明采用最新的国家标准和权威技术数据，集成机械设计过程中涉及的各种技术数据查询分析、几何计算与强度计算分析、运动与动力模拟分析等功能，对设计师非常实用；以设计师的工作思路考虑，不仅提供技术数据而且还提供设计方法、工艺方法和设计计算过程，快速解决在机械设计的工作过程中遇到的诸如材料性质、材料密度、物理量、专业标准、零部件设计、机械强度等常见问题，降低设计难度、提高设计师的工作效率。

Description

一种机械设计辅助系统及应用方法
技术领域
本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种机械设计辅助系统及应用方法。
背景技术
机械设计是机械工业中最为重要的环节，就是在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论发展和计算机设计软件应用的发展，使机械设计更加高效、精准。目前主流的机械设计软件如的AutoCAD、Catia、CAXA、Inventor、ProE、UG、SolidWorks等在平面制图、3D建模、组装装配、数控编程等方面已经开发了强大的功能。但是产品设计后是否符合行业标准，材料的力学分析及材料的实测数据在模型中的应用、产品的运动动态模拟分析等方面还有待改善，尤其是机械行业近几十年积累的机械设计与制造工艺技术数据资料和珍贵的实验数据在模拟计算分析方面的应用还很欠缺。所以，开发包含各种标准、各种材料特性数据、各种试验数据、各种计算模型、运动动态模型等的机械设计辅助设计工具具有重要的实际应用价值。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种机械设计辅助系统及应用方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：包括依次信号连接的设计方案识别与导入模块(1)、模型生成模块(2)、模型分析模块(3)、结果输出模块(4)四个模块；以及与模型生成模块(2)、模型分析模块(3)分别信号连接的数据资源存储模块(5)。
进一步地，所述模型生成模块(2)包含数据输入子模块(21)、参数选择子模块(22)和模型展示子模块(23)，数据输入子模块(21)和数据选择子模块(22)分别与模型展示模块(23)信号连接。
进一步地，模型分析模块(3)内包含括依次信号连接的数据查询子模块(31)、计算分析子模块(32)和模拟分析子模块(33)。
进一步地，所述数据资源存储模块包含常用材料子模块(51)、工程材料子模块(52)、机械标准子模块(53)、数学计算子模块(54)、机械机构子模块(55)、机械传动子模块(56)、通用零部件子模块(57)和机械强度子模块(58)，八个子模块各自独立，数据均可被模型生成模块(2)、模型分析模块(3)调用。
本发明一种机械设计辅助系统的应用方法，包括以下步骤：包括以下步骤，第一步(S1)，打开机械设计辅助系统；第二步(S2),进入设计方案识别与导入界面确定是否导入设计方案；第三步(S3)，如果确定导入方案则从外部导入方案，如果不导入设计方案则选择相应的模型；第四步(S4)，进入模型生成界面调用数据资源并通过数据输入和参数选择设置相关参数生成模型；第五步(S5)，进入模型分析界面调用数据资源查询相关材料、标准，初步判断模型是否符合规范；第六步(S6)，设置应用参数选择应用条件进行计算分析，若计算结果不满足条件则返回第五步重新设置，若满足则进行下一步；第七步(7)，根据设计方案的应用要求，由数据资源模块导入相应的应用模式；第八步(S8)，根据导入的应用模式进行运动与动力模拟分析，若满足则进行下一步，若不满足则返回第二步重新设置或导入方案；第九步(S9)，输出方案及分析报告文件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用最新的国家标准和权威技术数据，集成机械设计过程中涉及的各种技术数据查询分析、几何计算与强度计算分析、运动与动力模拟分析等功能，对设计师非常实用；以设计师的工作思路考虑，不仅提供技术数据而且还提供设计方法、工艺方法和设计计算过程，快速解决在机械设计的工作过程中遇到的诸如材料性质、材料密度、物理量、专业标准、零部件设计、机械强度等常见问题，降低设计难度、提高设计师的工作效率。
附图说明
图1为实施例的一种机械设计辅助系统的示意框图。
图2为实施例的一种机械设计辅助系统的应用方法流程框图。
图3为实施例的机械设计辅助系统用的一例GUI的示意图。
图4为实施例的机械设计辅助系统生成的一例GUI图。
图5为实施例的机械设计辅助系统生成的又一例GUI图。
图6为实施例的机械设计辅助系统生成的再一例GUI图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种机械设计辅助系统，包括设依次信号连接的计方案识别与导入模块1、模型生成模块2、模型分析模块3、结果输出模块4四个模块，以及与模型生成模块2、模型分析模块3分别信号连接的数据资源存储模块5。设计方案识别与导入模块1通过读取CAD文件，识别CAD文件的设计方案，转化为系统规范的格式通过连接将方案传输到模型生成模块；模型生成模块2包含数据输入子模块21、参数选择子模块22和模型展示子模块23，数据输入子模块(21)和数据选择子模块(22)分别与模型展示模块(23)信号连接；生成的模型在模型展示模块23显示，通过数据输入子模块21可输入数据改变模型，通过参数选择模块22可调用数据资源存储模块5的相关数据对模型进行修改，模型生成模块2生成的模型数据和模型分析模块3均可存入数据资源存储模块；所述模型分析模块包含依次信号连接的数据查询子模块31、计算分析子模块32和模拟分析子模块33，三者均可以调用数据资源存储模块5的各个子模块；数据资源存储模块5包含各自独立的常用材料子模块51、工程材料子模块52、机械标准子模块53、数学计算子模块54、机械机构子模块55、机械传动子模块56、通用零部件子模块57、机械强度子模块58、
图2为表示一种机械设计辅助系统的应用方法流程框图，具体包括以下步骤：第一步S1，打开机械设计辅助系统，显示如图3所示机械设计辅助系统的GUI的示意图，即图形用户界面，包括三个组成部分，主模块选择栏6、模型操作展示栏7和模块功能选择栏8；第二步S2，确定不导入设计方案；第三步S3，如果确定导入方案则从外部导入方案，不导入设计方案则选择相应的模型，如选择“机械传动设计-蜗杆传动设计-圆柱蜗杆传动设计”；第四步S4，进入模型生成界面如图4所示，机械设计辅助系统生成的一例圆柱蜗杆传动设计的GUI图，模型操作展示栏包括数据输入和操作71、结果输出72、模型展示73和说明文字74，用户可以通过输入数据和下拉菜单调用数据资源库的数据生成模型；第五步S5，查询相关材料、标准，初步判断模型是否符合规范；第六步S6，设置应用参数选择应用条件进行计算分析，点击“计算”按钮得到计算结果；若计算结果不满足条件则返回第五步重新设置，若满足则进行下一步；第七步S7，点击“强度计算”进入强度校核的GUI如图5所示，GUI显示输入的参数列表75提供下拉菜单材料选择列表76，根据设计方案的应用要求，由数据资源模块导入相应的应用模式；第八步S8，即可点击“校核”输出计算结果并判断校核强度是否满足要求，根据导入的应用模式进行运动与动力模拟分析，给出接触疲劳强度校核结果77和弯曲疲劳强度校核结果78，若满足则进行下一步，若不满足则返回第二步重新设置或导入方案；第九步S9，点击“计算清单”输出方案及分析报告文件，如图6所示清单，清单包括输入参数、计算公式和计算结果，同时还提供CAD绘图文件下载。
以上所述，仅为本发明较佳的一例具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机械设计辅助系统，其特征在于：包括依次信号连接的设计方案识别与导入模块(1)、模型生成模块(2)、模型分析模块(3)、结果输出模块(4)四个模块；以及与模型生成模块(2)、模型分析模块(3)分别信号连接的数据资源存储模块(5)。
2.根据权利要求1所述一种机械设计辅助系统，其特征在于：所述模型生成模块(2)包含数据输入子模块(21)、参数选择子模块(22)和模型展示子模块(23)，数据输入子模块(21)和数据选择子模块(22)分别与模型展示模块(23)信号连接。
3.根据权利要求1所述一种机械设计辅助系统，其特征在于：模型分析模块(3)内包括依次信号连接的数据查询子模块(31)与计算分析子模块(32)及模拟分析子模块(33)。
4.根据权利要求1所述一种机械设计辅助系统，其特征在于：所述数据资源存储模块包含常用材料子模块(51)、工程材料子模块(52)、机械标准子模块(53)、数学计算子模块(54)、机械机构子模块(55)、机械传动子模块(56)、通用零部件子模块(57)和机械强度子模块(58)，八个子模块各自独立，数据均可被模型生成模块(2)、模型分析模块(3)调用。
5.一种机械设计辅助系统的应用方法，其特征是：包括以下步骤，第一步(S1)，打开机械设计辅助系统；第二步(S2),进入设计方案识别与导入界面确定是否导入设计方案；第三步(S3)，如果确定导入方案则从外部导入方案，如果不导入设计方案则选择相应的模型；第四步(S4)，进入模型生成界面调用数据资源并通过数据输入和参数选择设置相关参数生成模型；第五步(S5)，进入模型分析界面调用数据资源查询相关材料、标准，初步判断模型是否符合规范；第六步(S6)，设置应用参数选择应用条件进行计算分析，若计算结果不满足条件则返回第五步重新设置，若满足则进行下一步；第七步(7)，根据设计方案的应用要求，由数据资源模块导入相应的应用模式；第八步(S8)，根据导入的应用模式进行运动与动力模拟分析，若满足则进行下一步，若不满足则返回第二步重新设置或导入方案；第九步(S9)，输出方案及分析报告文件。
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