solidworks在地铁客车车箱中的应用

　　人们一直期待能够有一种手段，在产品正式生产之前，能够直接把头脑中的三维图像模拟出来，以确认设计的可靠性。传统的方式是用模型的方式把实体实际地制造出来，既费时又费事还浪费资金。SolidWorks的产生，实现了设计师的这一梦想。 

    内容摘要：本文主要结合北京地铁客车进行三维设计的实例，对三维设计软件—SolidWorks在客车的设计过程中的应用情况进行分析总结。提出今后的发展方向和目标。全篇主要题目：CAD技术的二次革命、SolidWorks软件的运行环境和方式、SolidWorks软件的实际应用情况分析、从中可以看出三维设计的必要性、可行性以及SolidWorks软件在客车设计中应用的优越性。    一、CAD技术的二次革命     设计师在对一个产品进行设计时，头脑中先产生的是三维实体图像，然后利用原理及附加的各种规则和标准，把头脑中的图像“翻译”出来，描绘到图纸上。用它来进行指导生产和技术交流。这就是通常所说的二维工程图纸。二维工程图在手工和人控的机加工环境中起着重要的作用。人们一直期待着能够有一种手段，在产品正式生产前，能够直接把头脑中的三维图像模拟出来，以确认设计的可靠性。传统的方法是用模型的方式把实体实际地制造出来，既费时又费事还浪费资金。计算机的三维软件产生，实现了设计师的这一梦想，通过它把设计师头脑中的图像直接仿真到屏幕上，既形象又直观。可以说：应用三维软件进行设计是设计师思想不经“翻译”的直接反映，是自然的思维过程。因此，三维软件可以进行直观的交流，思想表达更准确、清晰。     CAD软件的宗旨是把设计师从烦琐的二维设计中解脱出来，使他们把更多的精力投放到产品设计中。CAD技术发展到今天，经历了二次技术革命。第一次是八十年代二维CAD软件的推广，国内普遍运用的是AutoCAD软件。利用二维CAD软件使设计师彻底地“甩掉”了图版，解决了使用绘图板所带来的诸多弊端。第二次就是大量三维软件的崛起，推动了设计领域的新革命。三维CAD软件不仅仅是创建实体模型，而是利用设计出的三维实体模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析和动态干涉检查、动力学分析、强度分析、铸造、各种加工、美工处理等。所以说：应用三维软件进行设计的真正意义不仅仅是在于设计模型本身，而是设计出模型后的处理工作。这些是二维CAD软件无法实现的。现在，三维软件发展速度很快，特别是WINDOWS操作系统的产生，降低了软件对硬件的要求，涌现出大量新兴优秀的三维软件，由于它们是在新环境下产生的，软件的功能比较先进、性能也比较完善，表现出的主要特点是易学、易懂、易掌握。美国的SolidWorks软件就是其中之一(由生信实维有限公司作为中国地区总代理)。    二、SolidWorks软件的运行环境和方式     SolidWorks软件对硬件要求很低，凡是能够运行WINDOWS或NT，内存：32MB，硬盘：50MB的微机都可以应用此软件进行一般的三维设计。对于大、中型企业可采用部分高档的微机和大量的普通微机进行连网，通过Smarteam的管理方式实现了软件的并行设计。Smarteam是以一个流程为起点，各部分之间用流程线来连接，在流程中配置相关的权限和关系，共享同一个数据库。这样就构成一个整体的设计和管理环境。     三、SolidWorks软件的实际应用情况分析     长春客车厂于1998年9月正式引入SolidWorks软件，开始由计算机专业人员应用此软件分别对地铁车的转向架，CCK128车的底架（13）、制动管路及风缸（06）等部件进行了三维设计和测试分析工作，测试结果令人满意。1999年7月，开始初步应用此软件进行设计，主要包括：北京地铁车的整车三维造型；磁悬浮车一些大部件的设计工作。此项工作至1999年7月26日，北京地铁车的整车装配基本完成。全车共装配10598个零件，可以说是创记录的大型装配。磁悬浮车的车顶、底架、司机台、制动等的三维模型已经产生，部分设计师已经进入了出二维工程图的最后环节。总观此项目，设计师在经过仅五天的三维软件培训后，就能够独力地在短期内完成各自的设计项目。说明此软件易学、易懂、易掌握，适合在企业的产品设计中逐步推广。下面就对SolidWorks软件在应用过程进行分析总结。    1、零件设计     零件设计是三维设计的基础，要求三维软件的零件设计功能必须功能齐全，实现零件的手段简洁明快；并且容易做各种修改。SolidWorks软件是完全基于Windows 9.X╱NT平台的三维设计软件，它充分地利用了Windows的现有操作环境及数据管理和网络资源。这样，就使得软件非常容易掌握，可以说：熟悉WINDOWS就学会了一半SolidWorks。而且设计功能比较全，如：钣金、曲面造型、不同壁厚的面抽壳等。它的最大优点是对零件的修改，它用一种能够记录设计过程的Featuremanager(特征管理员)设计历史树，随意地改变零件的形状和设计意图。这种灵活多变的设计方式大大增加了设计的灵活性。这样设计师就可以在暂时不考虑尺寸的情况下进行设计，待形状确定后再进行尺寸约束，从而完成零件的设计工作。设计师设计完成的零件被其他设计师调用时，能够很快地通过历史树了解此设计意图和设计过程，并可以马上按自己的设计思想进行修改。另外，对于已经用二维CAD软件画完的文件可以直接被SolidWorks调用产生草图，经过拉伸、旋转等特征处理很方便的产生三维实体模型。SolidWorks 的零件设计是目前最方便的设计工具。