铁道车辆轮对设计对CAD/CAE技术的应用

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。

1、 CAD/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（Computer Aided Design），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（Computer Aided Engineering）,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、 结束语

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。

参考文献：

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