Page 50 - 《橡塑技术与装备》2024年7期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             几何模型、进行分析和模拟，从而减少手动操作和重                           步。
             复工作，可以实现设计自动化，提高设计效率。                                 数字化设计平台可以集成不同专业领域的知识和
                 通过参数化模型，设计师可以快速修改设计参数，                        工具，促进跨学科合作和创新，提高不同专业之间的
             自动更新模型，实现参数化设计，完成设计的迭代。                           兼容。
                 利用数字化设计，在设计阶段即可进行各种仿真，                            设计数据可以在组织内外共享，使得外部合作伙
             如结构、热力学、动力学仿真 ；同时，可以验证设计                          伴和供应商都能够更早地参与到设计过程中，促进开
             的可行性和性能，减少实物原型测试的次数。                              放式创新，提高产品设计的全面性和完美性。
                 数字化工具可以有效管理设计数据，通过数据管                             数字化设计技术通过其高效、高质量、低成本、
             理，实现版本控制和协作，确保设计信息的一致性和                           协同创新的特点，正在彻底改变机械设计的面貌，使
             实时更新。                                             得设计过程更加智能化、自动化和协作化。随着技术
                （2）提高设计质量                                      的不断进步，这些特点将变得更加明显，为设计师和
                 利用计算机模拟技术，可以实现精确模拟，更准                         工程师提供更多可能性，以创造出更优秀、更经济、
             确地预测产品在真实环境中的行为和性能，从而可以                           更环保的产品。
             使设计更有针对性。
                 通过仿真分析和优化算法，可以找到设计中的弱                         2 数字化技术在机械设计中的应用
             点并对其进行改进 ；即通过设计优化，可以提高产品                          2.1 计算机辅助设计（CAD）
             的性能和可靠性。                                              计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机系统及
                 在设计阶段通过仿真和验证，可以发现并纠正潜                         其图形设备帮助或增强设计人员进行设计活动的技术。
             在的设计错误 ；即通过错误预防，避免在制造过程中                          CAD 技术在机械设计中的应用主要包括以下三方面 ：
             出现重大问题，从而可以提高设计的准确性。                                 （1）参数化设计
                 数字化设计工具允许设计师更好地与最终用户沟                             通过建立产品参数化模型，实现对产品形状、尺
             通，也就是说，通过用户体验，理解用户需求，从而                           寸、结构等参数的快速修改和优化。这一点在轮胎结
             设计出更符合用户习惯性的产品。                                   构设计及轮胎模具设计过程中的应用最为明显，即可
                （3）降低设计成本                                      以通过已有的参数化模型，根据轮胎的结构类型和特
                 通过虚拟仿真和测试，可以在制造实物原型之前                         点、整体形状和尺寸、内部参数及相关条件，进行轮
             发现和解决问题，减少昂贵的原型制作成本和纠错成                           胎结构的快速设计 ；在轮胎结构设计完成，随之就可
             本。                                                以设计需要的轮胎模具，其准确性、系统性大大提高。
                 数字化设计工具可以帮助更好地利用设计资源，                            （2）特征识别与建模
             如材料、人力和设备，充分做到人尽其才、物尽其用，                              通过对产品特征的识别和建模，实现对产品复杂
             实现资源优化，减少浪费。                                      形状的描述和生成。在 CAD 技术应用之前，轮胎设
                 通过计算机辅助制造（CAM）技术，可以优化生                        计比较抽象，在轮胎生产出样品之前，所有的图形都
             产流程和数控编程，减少生产时间和重复频次，降低                           是两维平面图，除专业人员外，一般人员很难想象出
             时间成本。                                             轮胎的完整形状。但是利用 CAD 技术，可以根据三
                 通过提前发现和解决设计问题，可以减少因设计                         维或多维图形，在设计阶段就可以完整展现轮胎的形
             错误导致的返工、修改甚至报废，节省工序成本。                            状和特点，通过可视性提高，在轮胎生产出成品之前
                （4）提高协同创新能力                                    就能让相关人员都能看到完整的轮胎，从而可以提出
                 数字化设计技术通过以下方式可以促进协同创新                         更多的优化建议。
             进程，提高协同创新能力 ：                                        （3）参数化协同设计
                 团队成员可以在不同地理位置共享和协作设计数                             实现设计人员之间的信息共享和协同工作，提高
             据，即通过远程协作，加速决策进程和项目进度。                            设计效率。由于轮胎结构是按照骨架材料或用途分为
                 数字化工具提供了实时沟通平台，使得团队成员                         全钢、半钢（包括农业子午线轮胎）、斜交和工程胎等，
             可以迅速交流想法和反馈，取得设计思路的一致和同                           对于相同结构的轮胎，可以使用相同或相近的模型和

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