内燃机设计中的【CAD】CAECFD技术（好）.pdfVIP

≥簟吵产晶宅霉簇数字化论文集 内燃机设计中的cAD／cAE／CFD技术 高宏阀朱敬锋李树花程晓鸣 天津内燃机研究所第一研究室 r摘簧l本文旨在介绍内燃机设计中CAD／CAFJCFD软件使用的历史和现状，并列举一些实际工 作中翦成闰案截。遮壤技术的显著优点就是搜设计^员摆脱繁燕瓣手工绘圈、测绘和试验，握每王 柞效率，尤其缩短产懿设计堪期，节约成本，但CAE／CFD软件价格昂贵、对设计^撼知识层次要 求商也使它的推广受到阻碍，然面国内内燃机企业要想走出去黩展这项技术就是必行之路。 【关键字】内燃机设计。CAD，CAE，CFD _‘上_．J一 一、刖置 我圉内燃机传统的设计过程中，由于前期设计骱段缺乏试验用的样机．钱往参考国 外同类测样机，依靠工程设计人员的经验，经过大量试验与测试，进行改进设计，因此 很难避免设汁中存在潜在的缺陷。这样．霄关装配、操作和维护的问题往往只会在设计 矗期或褒最终产品试车过程中，其覃在投入使矧一段对闫螽才箍暴落出来，所以产品往 往不得不返回到构造设计阶段以进行必要的修改，这样的设计进程不仅效率低，费用还 高。 单在二十世纪八十年代．我国就提出_『“甩图板”的口号，成为我国制造业信息化 建设起步的号鸯。今天越来越多嚣企韭正在把信息纯作为推动奉企业发展静燕要手段， 而在信息化的应用上以CAD／CAE技术艟为广泛。 早期的CAD就是单纯的二维绘图，在内燃机行业中最早使用的是AutoCAD、CAXA， 它们是真正的电子匿板，箍善软件业、计算桃技术的蓬勃发展．丈量三维CAD敬停层出 能受到广大内燃机设计工作人员的青睐。 cAE／cFD软件是迅速发展中的计算力学、计算数学与现代计算机科学和技术相结合而 形成的一种综合性、知识密集型的信息产品。随着市场竞争丑益激烈，更多辨企韭越采 越清楚意识到要想提高工程、产品的设计质量，降低研究开发成本，缩短开发捌期，推 出优秀的创新产品，从而尽快地占领更多的市场，那么应陵把cAE／CFI}技术作为实现工程、 产晶创新的冉力工具和重要的支撑技术。新内燃机作为一种十分复杂的热力机械，在它 的设谤中涉照的运动学，动力学、热、力、噪声等闫题，使e盎E／cFD得到了广泛应用。 =、CAD在内燃机设计中的应用 —wo—r。k、s产品创建与仿真数字 内燃机中许多零部件的设计，如果采用传统手工设计方法 用CAD技术，尤其是三维CAD技术能直观表达、设计方便。 在内燃机的计算机辅助设计中，实体造型是其中的重要过 结束后导入CAE分析得出结论之后，往往需要修改设计方案，现在由于参数化建模思想 和基于特征建模思想的产生，使某一尺寸发生变化需重新建模的尴尬彻底消失，图形的 修改变得十分容易，设计效率变得更高。 另外，在给客户提供零部件改进方案或三维效果图时，常常是只有实物而没有任何 图纸或CAD数据，特别是样件造型中有曲线、曲面时，很难通过测量获得准确的数据， 以至于得不到原件的精确三维图。由工件产生图纸或相关尺寸数据的过程属于逆向工程 领域，它可以采用三坐标法获得，而目前三坐标中又引入了CAD功能，使这项工作变得 相对简单。例如首先用三坐标测量仪获得工件点云，再利用Imageware等软件处理点云， 导入UG等CAD软件对数据进行处理，即可得到精确三维图。 下面列举几个CAD方面的例子： ①三维测绘到cAD建模 图l某小型内燃机 图2莱小型冷却风扇三维测绘后实拍图内燃机冷却风扇CAD模型 ②内燃机设计中的CAD建模 《 _， 产品创新数字佬主^文集 ～ 翻3莱小型内燃机总蓑三堆模型∽ (坼 困4某摩托车消声器c^B模型 三、CAE在内燃机设计中的应用