用SolidWorks Simulation設(shè)計(jì)較好的車載天饋系統(tǒng)！
---solidworks代理商成功案例
車載衛(wèi)星天饋系統(tǒng)用于移動(dòng)通信平臺(tái)交換衛(wèi)星信號(hào)，為了保證天饋系統(tǒng)在各種工況下的可靠運(yùn)行并提高設(shè)計(jì)效率，我們采取了蘇州卓盛信息（SolidWorks代理商）關(guān)于SolidWorks Simulation的解決方案。由于裝載車輛的不同，需要天饋系統(tǒng)有不同的變型產(chǎn)品，產(chǎn)生了不少系列零件、借用零件，利用PDM 系統(tǒng)可以對(duì)文件的版本、屬性、權(quán)限等作周全的管理，避免設(shè)計(jì)資料的丟失與錯(cuò)誤引用。為了保證天饋系統(tǒng)的可靠性,采用了SIMULATION 進(jìn)行強(qiáng)度分析、優(yōu)化和空氣動(dòng)力學(xué)分析。

衛(wèi)星通信車是現(xiàn)代高科技通信技術(shù)的集中體現(xiàn)。它*借助任何現(xiàn)有地面通信網(wǎng)絡(luò)，可以在任何場(chǎng)合建立快速和有效的通信鏈路，提供現(xiàn)場(chǎng)圖像、數(shù)據(jù)和語音的*服務(wù)。車載衛(wèi)星天饋系統(tǒng)是衛(wèi)星通信車的**部分。由于車載衛(wèi)星天饋系統(tǒng)的運(yùn)用場(chǎng)合特殊，它除了在通信方面要求能夠接收和發(fā)送衛(wèi)星信號(hào)外，機(jī)械性能方面要求捕獲信號(hào)時(shí)間短，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、重量輕，整體防水、防塵，展開速度快，可自動(dòng)展開和收攏，專為車載設(shè)計(jì)，適合于中、小型車輛上裝載。為了解決傳統(tǒng)天饋系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)。我們采用了鋼絲繩傳動(dòng)方案， 大大減輕了機(jī)構(gòu)重量， 提高了傳動(dòng)效率。要將方案轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，我們需要一個(gè)系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)平臺(tái)，因此我們選擇了蘇州卓盛信息（SolidWorks代理商）和他們的SolidWorks正版軟件。
  
圖1 天饋總裝/衛(wèi)星車總裝
以下便是SolidWorks軟件 在1.8 米Ku 波段天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的具體應(yīng)用。
1 三維設(shè)計(jì)
相對(duì)于傳統(tǒng)的兩維設(shè)計(jì)，SolidWorks正版軟件三維設(shè)計(jì)較大的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、使用方便*。SolidWorks三維設(shè)計(jì)可以分為零件設(shè)計(jì)、虛擬裝配、工程圖三個(gè)不同的設(shè)計(jì)階段。設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)性特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)者在任何階段對(duì)設(shè)計(jì)的修改都會(huì)自動(dòng)較新其他階段，設(shè)計(jì)過程變得非常靈活和輕松，大大提高了設(shè)計(jì)效率。在早期設(shè)計(jì)階段，我們利用了SolidWorks 的草圖塊功能進(jìn)行方案的比選。從單個(gè)或多個(gè)草圖實(shí)體生成塊。有了塊，可快速開發(fā)機(jī)械裝置和連桿的概念模型。這些模型較終包括繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、或旋轉(zhuǎn)的數(shù)個(gè)零件。以布局草圖設(shè)計(jì)機(jī)械裝置可以讓設(shè)計(jì)師可快速靈活的進(jìn)行多方案比選。
蘇州卓盛信息（SolidWorks代理商）指出利用三維零件模型，設(shè)計(jì)者可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配。利用裝配體可以進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，分析設(shè)計(jì)的不足以及查找設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。例如，進(jìn)行干涉檢查，查找裝配體中存在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。例如，計(jì)算產(chǎn)品總質(zhì)量、統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品中的零件類型和零件數(shù)量；生成產(chǎn)品的爆炸圖和動(dòng)畫模擬，演示產(chǎn)品的裝配過程或維修過程；利用PhotoWorks 和Animator 生成產(chǎn)品的真實(shí)效果圖，提供“概念產(chǎn)品”。
2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理——PDM
由于裝載車輛和用戶需求的不同，天饋系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際情況不斷的改型。并且在1.8 米天饋的基礎(chǔ)上我們衍生出了0.8 米、1.2 米、2.4 米等系列產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品線的豐富，數(shù)據(jù)文件越來越多，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面很多企業(yè)都會(huì)遇到難題。我們采用了SolidWorks 的PDM Workgroup 作為我們產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的解決方案。PDM Workgroup 為工作組提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、快速實(shí)施和易于使用的，以完全集成于SolidWorks 的數(shù)據(jù)管理解決方案，能夠滿足用戶大部分公用數(shù)據(jù)的管理任務(wù)。
SolidWorks PDM 通過電子倉庫提供了保護(hù)文件的有效方法，電子倉庫是存儲(chǔ)共享項(xiàng)目文件的簡(jiǎn)單而又高度安全的系統(tǒng)。電子倉庫使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員可以系統(tǒng)地共享文件，一個(gè)文件只允許一個(gè)用戶同時(shí)檢入/檢出電子倉庫，以而避免團(tuán)隊(duì)成員意外覆蓋文件或者在錯(cuò)誤的文件版本上浪費(fèi)時(shí)間。PDM workgroup 在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（通過常見的網(wǎng)絡(luò)文件夾共享文件）之上又提供了額外的安全性級(jí)別。利用 PDM workgroup，訪問庫中的信息只有通過為工作組創(chuàng)建的管理控件而設(shè)計(jì)的用戶界面來進(jìn)行才有可能。PDM workgroup 庫與普通的網(wǎng)絡(luò)或本地文件夾不同，它可以保護(hù)設(shè)計(jì)信息不會(huì)遭受未經(jīng)授權(quán)的訪問以及意外覆蓋和刪除。
 
3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證和優(yōu)化-SIMULATION
SIMULATION是一個(gè)與 SolidWorks 完全集成的完備的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和優(yōu)化系統(tǒng)。SIMULATION 提供了單一屏幕多學(xué)科解決方案來進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和流體動(dòng)力學(xué)性能分析。由于兩者的高集成性，使得SIMULATION可以直接運(yùn)用SolidWorks正版軟件模型進(jìn)行分析，不存在格式轉(zhuǎn)換的問題，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就能進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證和優(yōu)化，可以說SIMULATION 將高高在上的CAE 技術(shù)帶入到了一個(gè)新的時(shí)代。
 
圖3 遠(yuǎn)程載荷                                
3.1 1.8 米Ku 波段天饋系統(tǒng)安裝底座的結(jié)果強(qiáng)度分析
天饋安裝底座將天饋與車體相互連接，它的強(qiáng)度直接關(guān)系著天饋系統(tǒng)的安全，因此需要一定的強(qiáng)度?？紤]到車體的承載，整個(gè)天饋系統(tǒng)需要控制在200KG以內(nèi)，所以對(duì)于每個(gè)組件都有必要進(jìn)行質(zhì)量方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
邊界條件：安裝底座的底框通過螺栓與車頂加強(qiáng)結(jié)構(gòu)固定連接。**框天饋安裝面受到天饋的重力，考慮到天饋重心的偏置我們采用了遠(yuǎn)程載荷。以安裝座地面中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立參考坐標(biāo)系，測(cè)出天饋重心X：-540mm Y：-3mm Z：398mm，天饋重量1765N。其受力情況如圖：
 
圖4 vonMises 應(yīng)力
分析結(jié)果：SIMULATION Works 提供了應(yīng)力、應(yīng)變、位移等解。由應(yīng)力圖解得出較大vonMises 應(yīng)力為4.628e7 N/m^2，安全系數(shù)：FOS=σ0.2/σvonMises=7.58e^8 N/m^2/4.628e7 N/m^2=14>2.5。顯然設(shè)計(jì)過于保守，需要進(jìn)行優(yōu)化。
 
圖5 優(yōu)化后的VonMises 應(yīng)力
3.2 優(yōu)化分析
3.2.1 優(yōu)化目標(biāo)：本案設(shè)定減小質(zhì)量為目標(biāo) ;
3.2.2 設(shè)計(jì)變量：設(shè)計(jì)變量為模型中的參數(shù)。在這里我們定義模型中可以改變的尺寸槽形件的寬度。
3.2.3 約束條件：以許用應(yīng)力為約束條件。
通過優(yōu)化計(jì)算，顯示較終設(shè)計(jì)和初始設(shè)計(jì)，槽形件寬度由250mm 減至46.755mm。我們?nèi)≌麛?shù)50mm 作為我們較終設(shè)計(jì)參數(shù)。底座重量由8.7kg 減輕至7.3kg。
顯示優(yōu)化后的應(yīng)力分布圖解，較大vonMises 應(yīng)力為2.315e8 N/m^2，F(xiàn)OS=σ0.2/σvonMises=7.58e^8 N/m^2/2.315e8 N/m^2=2.7>2.5
通過對(duì)各組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，整個(gè)天饋系統(tǒng)由初始設(shè)計(jì)時(shí)的220kg 減輕至186kg，總體重量減輕15%，大大減少了車體的負(fù)擔(dān)。
3.3 風(fēng)載的空氣動(dòng)力學(xué)模擬仿真。
采用SIMULATION Flow Works 直接對(duì)天饋產(chǎn)品進(jìn)行模擬
 
   
圖6 風(fēng)壓分布                          圖7 風(fēng)速分布
4 總結(jié)
SolidWorks正版軟件將CAD、CAE、PDM 等**設(shè)計(jì)手段集于一身，為我們提供了一個(gè)完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，解決了車載天饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一些難題。SolidWorks 提高了我們的設(shè)計(jì)水平，保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)周期30%以上，大大減輕了我們企業(yè)的研發(fā)成本。如今我們的產(chǎn)品已成功運(yùn)用于公安、*、民用通信等領(lǐng)域。另外，考慮到企業(yè)級(jí)的PDM 應(yīng)用，蘇州卓盛信息（SolidWorks代理商）建議可以考慮將現(xiàn)有的PDM Work Group 升級(jí)到 PDM Enterprise。

客戶為什么選用Solidworks PDM，蘇州卓盛信息（SolidWorks代理商）產(chǎn)品，它能給客戶帶來哪些便利之處呢：
對(duì)產(chǎn)品或工程數(shù)據(jù)需要安全的保存及存取
- 設(shè)計(jì)版本變更的管理及記錄
- 容易及有效率地重復(fù)利用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)
- 分布式的設(shè)計(jì)環(huán)境
- 自動(dòng)化的工程更改審批流程
- 與MRP/ERP系統(tǒng)的連接與集成
- 讓客戶也參與在整個(gè)開發(fā)的過程
- 讓在外的員工也能存取數(shù)據(jù)
 

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蘇州卓盛信息技術(shù)有限公司是一家專注于制造業(yè)一體化解決方案的高科技公司，旨在為制造業(yè)提供CAD-CAE-CAM-PDM的一體化 解決方案。公司作為SolidWorks 公司在江蘇地區(qū)的一級(jí)經(jīng)銷商，多年來為無數(shù)客戶提供了優(yōu)質(zhì)*的三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)及相關(guān)解決方案。公司配備多名通過Solid Works認(rèn)證資質(zhì)的**技術(shù)工程師，能夠?yàn)榭蛻籼峁┏跫?jí)、**以及定制的技術(shù)培訓(xùn)、售后支持以及制造業(yè)解決方案。 此外，公司配備了專業(yè)的日語、英語 銷售和技術(shù)人才，旨在為進(jìn)駐中國的外企制造業(yè)提供無障礙的技術(shù)支持。面對(duì)制造業(yè)日益要求創(chuàng)新的發(fā)展趨勢(shì)，卓盛竭力幫助企業(yè)在計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方面實(shí)現(xiàn)深層次的應(yīng)用和協(xié)同的設(shè)計(jì)能力，即縱向的和橫向的進(jìn)展。為落實(shí)這 些目標(biāo)，我們持續(xù)深耕特定的優(yōu)勢(shì)行業(yè)，加強(qiáng)自身的能力并創(chuàng)新管理模式，使不斷積累起來的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)體現(xiàn)更多的**，與其優(yōu)秀的用戶企業(yè)同步提高。