0 引言 I-DEAS作為一種主流工具正在被越來(lái)越多的工程設(shè)計(jì)分析人員所掌握運(yùn)用，以達(dá)到產(chǎn)品**和技術(shù)**的目的，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。我們?cè)诶肐-DEAS開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種四通閥（用于氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)或管道運(yùn)輸系統(tǒng)）的過(guò)程中取得了良好的效果。
1I-DEAS軟件的優(yōu)越性及獨(dú)特功能
I-DEAS軟件比市場(chǎng)上其它同類軟件有許多優(yōu)越之處：它的人性化的用戶界面讓使用者操作自如；它的變量化造型技術(shù)達(dá)到了CAD設(shè)計(jì)思想的新高峰；它**的智能化“動(dòng)態(tài)引導(dǎo)器”將軟件的易用性和效率性提高到新水平；它的先進(jìn)的CAE技術(shù)貫穿于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程；它的高度集成的CAM能力堪稱世界**水平；等等。另外，與其它軟件相比，I-DEAS具有許多獨(dú)特功能。（1）更為優(yōu)良的體系結(jié)構(gòu)保證了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，（2）基于*先進(jìn)的變量化造型系統(tǒng)，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了參數(shù)化造型系統(tǒng)。（3）功能高度集成化，集三維實(shí)體造型，繪圖、仿真、試驗(yàn)、制造和工藝管理等一體化。這些優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品的??發(fā)節(jié)約了時(shí)間，降低了成本。[1]
2 閥的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程
2.1 實(shí)體造型
我們所設(shè)計(jì)的新型閥門(mén)是一種流通截面大，阻力小的四通閥，主要部件有閥體、密封件、閥桿。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們運(yùn)用I-DEAS的MasterModeler模塊對(duì)各個(gè)部分零件進(jìn)行三維實(shí)體造型，同時(shí)還可以對(duì)主要零部件如密封件、閥桿進(jìn)行有限元?jiǎng)偠群蛷?qiáng)度分析，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)。由于I-DEAS的變量化造型系統(tǒng)為我們提供了很大方便，我們可以根據(jù)需要隨時(shí)更改零件的尺寸、形狀等任意特征，此種修改也可以根據(jù)后續(xù)設(shè)計(jì)的需要在模型的線框中進(jìn)行修改，同時(shí)三維模型的形狀也會(huì)做出相應(yīng)的改變，這對(duì)以后設(shè)計(jì)形式相同而只有尺寸變化的零件極為方便。[2]由于該閥具有許多形狀不規(guī)則的零件，對(duì)其表面積、體積、質(zhì)量、重心等的計(jì)算是一個(gè)難題，而運(yùn)用I-DEAS的MaseterModecer模塊中physical properties，就可以很輕松以列表的形式表示出來(lái)，大大的提高了工作效率。
2.2 裝配設(shè)計(jì)
I-DEAS的MasterAssembly（裝配）模塊可將零件在計(jì)算機(jī)上裝配起來(lái)。閥的零件造型完成以后，就可以根據(jù)閥的各個(gè)零部件的裝配關(guān)系，在工作臺(tái)上建立裝配體系結(jié)構(gòu)。在I-DEAS中裝配部件是由零件的instance（實(shí)例）而不是零件本身構(gòu)成的，裝配部件定義了零件實(shí)例在空間和邏輯上的繼承關(guān)系。實(shí)例作為零件或組件的映像而不是其復(fù)制件，類似于一個(gè)指針，指向保存在工作臺(tái)、抽屜、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)或共享庫(kù)中的零件或組件。零件保存其幾何信息，實(shí)例只保存相對(duì)位置的信息。在裝配部件中可以使用同一個(gè)零件的多個(gè)實(shí)例而不用反復(fù)復(fù)制，從而提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率。[3]如圖1為閥的三維實(shí)體造型。
裝配完成后，如果對(duì)零件進(jìn)行修改，裝配體系中的實(shí)例也隨之進(jìn)行改變，因此可以在現(xiàn)有零件的基礎(chǔ)上組合多種形式的部件，建立多個(gè)方案，進(jìn)行多個(gè)選擇，直到設(shè)計(jì)理想為止。裝配體系初步確立以后，可以通過(guò)裝配尺寸動(dòng)畫(huà)（AnimateHardware）來(lái)簡(jiǎn)單的模擬部件的動(dòng)作，分析部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并可以通過(guò)爆炸視圖的方式來(lái)形象地展現(xiàn)裝配部件間的裝配關(guān)系。[4]
另外，裝配完成之后，使用Interference干涉命令，可以對(duì)零部件進(jìn)行干涉檢查、主要檢測(cè)所選的一對(duì)零件或組件實(shí)例是否干涉。在此閥中，容易發(fā)生干涉的主要是密封件與閥體之間、閥桿與閥體之間，對(duì)此部分進(jìn)行干涉分析，結(jié)果可以以列表的方式表示出來(lái)。如不符合要求，可對(duì)零部件進(jìn)行改正。此外，I-DEAS還提供了零件明細(xì)表的制作，只需稍微修改，而不用再去專門(mén)繪制，并能以文本的方式打印出來(lái)，節(jié)約了時(shí)間。
2.3 有限元分析
I-DEAS作為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用*為廣泛使用的幾種大型軟件之一，具有較強(qiáng)的有限元分析功能。在I-DEAS中有限元模型可以基于零件模型也可以基于裝配體模型。基于裝配體建立的有限元模型可以用于分析零件之間的相互作用。I-DEAS中的FiniteElementSimulation（有限元仿真）模塊可以在設(shè)計(jì)階段分析零件在特定工況下內(nèi)部的受力情況。利用該功能，在滿足零件設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，可以充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。對(duì)于此閥可以通過(guò)確定邊界條件來(lái)進(jìn)行受力分析，其結(jié)果形象直觀，可信度高。
2.4 工程圖紙的轉(zhuǎn)化
I-DEAS中的Drafting（工程制圖）模塊是一個(gè)高效的二維制圖工具，可繪制任意復(fù)雜形狀的零件，它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與I-DEAS中的實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用。它支持GB、ANSI、BS308、DIN、ISO和JIS等制圖標(biāo)準(zhǔn)。
閥的實(shí)體造型完成之后，可以直接在Drafting模塊把它們轉(zhuǎn)換成工程圖，一些復(fù)雜的相貫線也可輕松的表示出來(lái)：另外Drafting中動(dòng)態(tài)尺寸標(biāo)注更是功能齊全，操作方便。我們還可以根據(jù)需要選擇任意視圖，并可以隨意布置視圖，大大節(jié)約了工程圖的繪制時(shí)間。如圖2為工程圖之一閥殼的剖面視圖。
工程圖繪制完成以后，利用菜單File中的Export命令，在Exporttype中選取圖2閥殼剖面圖AutoCADDWG則工程圖直接轉(zhuǎn)換成AutoCAD的形式，并可在AutoCAD中進(jìn)行修改，選取DXF則可以作為word文檔的插入文件，但無(wú)法修改。總之I-DEAS擁有豐富的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口以支持目前流行的CAD系統(tǒng)，方便易行。
3 結(jié)論
在該閥的開(kāi)發(fā)中，由于I-DEAS軟件的應(yīng)用，大大縮短了設(shè)計(jì)、繪圖的時(shí)間，并且通過(guò)模擬分析使該閥裝配可靠，工作可靠，性能穩(wěn)定，降低了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本，提高了效率。但在工程圖紙轉(zhuǎn)換過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤線條，必須重新改正。