SolidWorks研发平台在华泰重工的应用

     3. 结构件设计
    
     通过焊接工艺连接在一起的零件称为结构件。结构件有三种处理方法。对于由型材焊接而成的结构件，SolidWorks提供了一个很好的焊接工具--焊接特征。使用接头裁剪、角撑板、顶端盖等焊接工具能高效率地进行结构件设计，设计完成后能自动生成切割清单。在SolidWorks中有丰富的型材库，型材的截面也可以自定义。插入焊接特征后，系统会自动生成两个默认配置：一个父配置是"按加工"，一个派生配置是"按焊接"，分别描述焊接状态和机加工后的状态，
     对于用板料、实体零件等非型材焊接的结构件，一般采用多实体建模比较方便，这样在SolidWorks的装配体中，把结构件当零件而不是子装配件来处理。但如果结构件中的某个组件是钣金件，要确定下料展开图，则必须用装配体来设计结构件，因多实体建模不支持钣金件。
    
     4. 装配设计策略
    
     总装配一般采用自下而上的设计方法。限于目前计算机的速度，对大型装配体进行自上而下的设计还不现实。总装配的设计策略是以概念设计阶段完成的布局草图为依据，插入子装配体。
     子装配要合理地选择自下而上和自上而下设计方法。对于全新的设计建议采用自上而下的设计方法，这样可以实现关联性设计。如果需要引用已有零部件或标准件，则应两种方法结合使用，首先建立布局草图，以布局草图为基础插入模块化的部件和零件，对新设计的零件，在装配环境下确定其形状、大小及在装配体中位置。自上而下设计方法的优点是当设计更改时，相关的零件将根据创建方法而自动更新。
     对于厂标件和通用件，最好在零件模式下设计，而不要在装配环境下采用自上而下的设计，以保持零件的通用性。
     重型机器的零部件很多，一般都在10000个零件以上。SolidWorks提供了丰富的装配功能，可对零件进行灵活的组合，构成子装配或标准模块。SolidWorks处理大装配的方法是对零件进行轻化，用户可以指定一个阀值，当装配体的零件数量超过阀值，则进入大装配模式，自动对零件进行轻化。实现大装配的另一个策略是对零部件建立装配配置，压缩所有与装配关系无关的特征。
    
     四、产品设计与工程分析的集成
    
     重型机器设计的核心技术是结构强度分析。有限元分析工具可分为两类，面向设计过程的、供工程师使用的主流分析软件；用于对设计结果进行校验分析的、供专业人员使用的专业分析软件。华泰重工制造有限公司的模式是所有设计人员掌握主流分析工具COSMOSWorks软件，在设计过程中实现产品部件级的结构强度分析；成立专业的仿真试验室，配备5名专业分析人员，采用专业分析软件进行产品的系统级分析和基础理论的研究。
    
     1. 面向设计过程的分析
    
     COSMOSWorks是SolidWorks软件的一个插件，与SolidWorks共享统一的数据库，产品模型数据完全一致，操作界面统一，是一个功能完备的结构分析软件。使用COSMOSWorks进行结构分析具有下面三个明显的优势。
     对CAD模型进行修改后，分析过程（包括网格划分、载荷定义、边界条件等）不需要重新定义，只需运行"分析"命令，程序就会对修改后的产品模型重新进行分析，方便快捷。
     对产品进行多方案比较分析时，可在CAD环境下为每种方案建立一个配置，在分析环境下只需对一个配置进行分析过程的定义，对其它配置进行分析时，只需执行一个"拖、拉"操作，将已经定义的分析过程拷贝到新的配置下即可。可以非常方便地实现多方案的比较设计。
     在COSMOSWorks中进行产品尺寸优化设计时，SolidWorks 为每一组尺寸组合都建立对应配置，当用户选择优化结果的最佳值或某一组尺寸组合时，不需要重新建模，只需在SolidWorks中选择对应的配置，就得到了需要的产品模型。
     这些优点使产品优化设计变得非常方便，极大地提高了产品的设计质量。
    
     2. 设计模型与分析模型的统一
    
     做到设计模型与分析模型的统一，将极大地提高有限元分析的效率。可通过下面三种方法实现设计模型与分析模型的统一。
     对所有设计人员进行有限元分析知识的培训，了解有限元分析模型与产品详细模型的区别，要求设计人员在产品设计是考虑有限元分析要求，对需要分析的零部件建立一个用于分析配置--结构配置。
     从产品设计流程的入手，建立一个结构设计阶段，强化设计人员对分析的认识。只有经过认可的模型才进入详细设计和工程图绘制，可减少许多无效的劳动。
     当需要把CAD模型传递给专业分析软件（如 NASTRAN、ANSYS）时，实体单元建议采用SolidWorks的多实体技术建模，这样在分析软件中可以很方便地对不同的特征设定不同的网格尺寸。壳单元最好采用SolidWorks的曲面造型技术建模，这样能更好保证壳单元与产品模型的统一。
    
     五、应用效果
    
     采用SolidWorks 软件后，华泰重工制造有限公司的产品开发水平跃上了一个新台阶。主要表现在三个方面：
     实现了无差错设计，SolidWorks的零件轻化和配置设计解决了三维应用中最关键的大装配问题，实现了复杂产品的虚拟设计，通过干涉检查基本上消除了产品设计的低级错误，客户的反馈也越来越好。
     提高了设计效率，SolidWorks 的配置设计满足了系列化设计和定制化设计的需求，配合特征库、零件库、部件库的使用，提高了设计的复用性。通过布局草图和派生设计实现了小组协同设计，团队合作更紧密。
     提高了设计质量，COSMOSWorks 易学易用，在设计过程中可以方便地进行多方案的比较设计，摆脱了传统的经验设计和类比设计，实现了基于分析的优化设计。