铁道车辆轮对设计对CAD/CAE技术的应用

摘 要铁道车辆的关键部件是铁道车辆轮,它是车辆全部重量的支持,对于铁道车辆轮的负载量,旋转速度等具有较高的要求.因此,车轮的设计、制作需要更加精细,高质量,铁道车辆轮对设计对CAD/CAE技术的应用就显的非常必要,本文将根据铁道车辆轮的特点,介绍CAD/CAE技术,分析CAD/CAE技术在铁道车辆轮设计中的应用.

关 键 词铁道车辆论；CAD/CAE；设计；应用

中图分类号U27文献标识码A文章编号1674-6708（2014）116-0199-02

随着机械设计领域市场竞争的日益激烈,对于机械产品的质量、规格、生产率等的要求越来越高,在设计中,先进技术的采用成为必要.CAD/CAE技术作为一种现代技术,在车辆车道轮的设计、制造中广泛应用.铁道车辆的设计、制作工程复杂,程序繁多,需要建模的准确,车辆轮尺寸的精确、模型的设计、零件的装配等过程都需要CAD/CAE技术的辅助,使之设计精确,提高建模效率,降低建模错误率,确保铁道车辆轮生产的规格化,进而提高铁路的工作效率.

1CAD/CAE技术概述

在20世纪70年代末,在机械设计技术中结合了计算机技术,两者的相互结合产生了计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）,简称CAD.CAD技术是指以计算机软件为工具,例如UG、Solidworks,对实物进行模拟制作,利用仿真模拟展现产品的结构、外形等,即是利用计算机绘制、设计机械产品及工程.计算机辅助工程技术（ComputerAidedEngineering）,简称CAE技术,是随着计算机科学技术的发展而出现的新的设计技术,它利用计算机软件,例如MARK,求解分析产品及工程的结构性能.

目前,CAD/CAE技术在机械、建筑、电子等工业领域广泛应用,是一个效率高、综合性强的高新技术.利用相应的计算机软件,对建模的过程进行有效的记录,可以在设计过程中根据设计理念、型号而改变参数,改变、修改模型的尺寸,并保持零件之间的关联性,这样就使设计的程序简单化,对数据的利用更全面.在工业方面的应用,提高了产品的质量,缩短了产品的设计时间,对于尺寸、模型、规格的计算更为精准.在铁道车辆轮设计方面,需要利用CAD/CAE计算机软件,建立车辆轮的三维模型,对车辆轮的几何尺寸进行分析,建立参考数表,依据参考数据进行精确的设计.同时,利用CAD/CAE技术,对于铁道车辆轮的结构、受力分布等进行分析计算,建立车辆轮的计算模型,在设计、制作中提高制作精度、增强产品质量.

2铁道车辆轮对设计对CAD/CAE技术的应用

2.1在多维绘图中应用CAD/CAE技术

在铁道车辆轮的设计中,数据、图形的绘制需要需要占据大量的时间,是一项复杂的工作,对数据的精确,图形绘制的标准具有较高的要求.利用CAD/CAE技术进行图形的设计,建立三维建模,绘制模拟实体的三维图形.在多维图形的绘制中,首选需要选择适合且功能较多,以交叉绘图为主的工作软件,例如3D―MAX等,绘制不同的图形,从不同的截面设置参数,确保参数的准确,图形比例的合理.例如,在绘制某一种型号的铁道车辆轮时,可以对横截面、外径、内径进行参数设置,从多维图中从不同角度进行检查、调整图形及参数,使其合理、精确.同时,在绘图软件中,对填充剖面、调用图块、区分层次等功能进行运用,使铁道车辆轮的多维图形精确,合理,确保在实体设计中图形准确.

2.2在实体中应用CAD/CAE技术

铁道车辆轮设计对于CAD/CAE技术的应用,在车辆轮实体设计中运用广泛、对于设计有重要的帮助作用.CAD/CAE技术的应用,用CAE技术车辆轮的承载力、运转速度、受力分布进行求解分析,对其结构性能分析,建立车辆轮的计算模型.用CAD技术,根据数据建立三维建模,包括表面、实体、线框等模型.根据软件所提供的造型模块,如如球体、圆柱体、楔形体等绘制,在绘制中根据分析的数据设置参数,同时,从不同横切面研究模型的精确度.对于零件的设计,对于简单的零件可以AutoCAD工作软件对其进行绘制,对于复杂的零件则可根据二位设计中的结构来定义,然后通过三维实体造型进行拉长、旋转等,使其变成新的基本体,利用三维实体进行设计,使其成为所需零件,在零件的设计中,要确保结构的合理性,数据的准确性.实体模型的设计,在运用CAD/CAE技术时,要注意在设计中对于整体模型的多角度、全面的检查,检测铁道车辆轮的整体实体性、完整性.

2.3对于车辆轮部件检查的应用

CAD/CAE设计中,借助计算机技术,可以对铁道车辆轮的不同的零件进行拆分、检查、组装.将零件间的装配途径记录在CAD/CAE软件的资源器中,在对部件进行检查分析是,对于数据进行分析,在装配中,可以根据软件的资源器记录,正确的监测部件间的装配,以此检查各零部件间是否装配正确.这样可以及时的发现车辆轮数据存在的问题,对零部件进行更改,提高其精确度.同时,在车辆轮设计中应用CAD/CAE技术,在图形绘制中可以随意的隐藏部件,可清晰的看到车辆轮内部的结构,对各个部件进行旋转检查.还可对铁道车辆轮的运动进行演示,在演示中检查各配件之间的紧密度.在演示时,可是设定一定的路程,对于出现不能完成路程、零件之间存在碰撞、车辆的受力不平衡的等问题进行及时的更改,完善设计图形,防止在制作中出现产品不达标、不能正常使用的状况发生.

3结论

随着科学技术的发展,计算机技术将更加智能化,数据技术、信息技术的发展也将更加全面、完善,CAD/CAE技术也将朝信息集成化、技术智能化方向发展,在机械设计中将更广泛的运用.在铁道车辆轮设计中,CAD/CAE技术将应用到更多的方面,对于车辆轮的模型设计、车辆轮的检查维修、车辆轮新型模型的开发设计等都具有更加重要的作用,进而车辆轮的承载力、运转速度等都所提高,铁道的运输将更加完善、快速.