Inventor软件

Inventor软件（精选8篇）

Inventor软件 第1篇

Inventor三维设计软件是Autodesk公司开发的三维参数化实体建模软件, 可以经济高效地创建数字化样机, 是实现产品设计数字仿真的有力工具, 已成为概念设计、工程设计和加工制造等领域中最重要的软件之一, 更是全国职业院校技能大赛中职组计算机技能比赛工业产品设计 (CAD) 技术项目的指定软件。它具有优秀的实体造型功能和部件约束装配功能, 能生成简明易懂的装配表达视图和严谨科学的二维工程图, 功能全面, 操作方便, 简单易学。笔者在深入学习Inventor, 指导学生参加全国、省市技能大赛的过程中, 深刻地认识到了它的功效, 并将其运用于改进《工程制图与CAD》教学的实践中。

改进教学思路:采用“二维三维二维”的教学过程我们在分析制图教学的要求和学生的认知基础及计算机操作能力后, 在“组合体的投影”、“零件图和装配图”等部分章节尝试采用“二维三维二维”的教学过程, 即学生学会视图投影的基本规律, 能看懂简单的三视图后, 就学习用Inventor软件建立三维实体模型, 在建模的过程中其看图能力不断得到提高, 再将三维模型生成二维工程图以提高学生绘图能力并养成符合国标规定的作图规范。在教学实践中, 我们发现, 在这种从平面到立体、从立体到平面的双向转化训练过程中, 学生能一直保持浓厚的学习兴趣, 看图绘图能力螺旋式上升, 对复杂形体、零件图装配图的识读和绘制也不感到困难。这种教学过程能明显改进传统的《工程制图与CAD》教学, 促进学生空间思维能力和看图绘图能力的提高, 并提高学生的计算机建模能力。

显示直观技术简单, 引发学习兴趣Inventor的实体模型显示直观生动、形象逼真, 易于激发学生的学习兴趣, 而且Inventor建模技术简单易学, 对常见的机械产品采用拉伸、旋转、圆角等造型特征就能完成。学生只要学会设定工作平面、会进行草图绘制和约束等基本操作后, 很快就能上手创建模型。一般经过二周的学习讲解和上机操作后, 学生就具备了一定的实体建模能力。在建模过程中, 由于学生要不断分析二维图纸上的形体特征, 想象形体, 不断寻找并尝试多种建模方法, 就直接提高了学生的看图能力和空间思维能力。而后, 当学生遇到不易看懂的二维图样时, 也会主动用软件辅助造型来验证线条或形状的特征, 这就将学生的学习状态从“要我学”转化为“我要学”, 提高了学生的学习主动性。

运用多种观察功能, 提高对复杂形体的看图能力在制图教学过程中, 相贯线和截交线的投影是教学的难点, 尤其是形体内部的结构线和相贯线, 学生较难理解。我们可以利用Inventor的1/4剖视图 (留下1/4) 、半剖视图和3/4剖视图功能, 或采用绘制草图时的剖切观察和投影几何图元功能, 将看不到的内部结构直接呈现在学生面前, 这时, 再配合讲解相贯线的形成和曲线特征, 学生很快就能理解并掌握。见下页图1, 在机用平口虎钳的固定钳身XZ平面的半剖投影视图中, 可以清楚地看到形体的内部结构和线条, 这样, 学生绘制剖视图就不会出错。对于截交线, 只要用分割功能修剪或去除实体的某个部分, 就可以看到截切形体的截交线的形状。Inventor的视角观察器View Cube和自由动态观察功能可以将实体随意旋转, 从不同角度显示观察形体, 看清形体在各个视图方向的形状特征, 从而增强学生的感性认识。灵活运用Inventor提供的多种造型方法和观察功能, 有助于教师讲解制图理论知识, 降低教学难度;有助于提高学生的空间想象能力和形体分析能力, 快速提高学生的看图能力。在教学中, 学生普遍觉得制图课比以前有趣、易学。

生成二维工程图, 提高绘图能力Inventor软件中二维工程图是由三维实体模型直接生成的, 可形成基础视图、投影视图、剖视图、局部放大图和轴测图等多种视图。将三维模型生成符合工程需要的二维工程图, 要符合国标的有关规定, 合理采用多种表达方法, 还要对工程图进行尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等加工技术要求标注。因此, 我们首先要在Inventor的样式编辑器中进行样式和标准的设置, 使之符合我国的国标规定, 再要求学生抄绘图形标注尺寸, 严格做到与原图纸一模一样。在标注尺寸公差和技术要求时, 教师应进行相关的理论知识讲解, 这样在“做中学”, 在“讲中做”, 使学生既提高读图能力、绘图能力, 也理解相关的制造工艺知识, 更学会计算机建模和二维图样绘制的基本操作。图2所示, 为固定钳身三维建模后转化成的二维零件图。由于Inventor采用参数化建模和尺寸驱动技术, 做工程图时如果发现尺寸有误或建模出错, 可以马上返回零件建模过程进行修改, 非常方便。这种以三维建模和二维表达来检验学生读图能力的做法, 化看图考核于无形, 学生主动纠错, 快乐学习, 切实提高了绘图和读图能力。

表达视图和驱动约束有助于读懂装配图装配图的识读是制图教学的又一个难点。要读懂装配图首先要对装配体的结构和功能较为了解, 同时, 还必须了解零部件的拆卸装配顺序, 这对于没有机械拆装基础的学生而言有一定的难度。在教学中, 我们可以利用Inventor提供的表达视图来解决这一难题。Inventor可以制作部件的爆炸分解图, 能精确地调整各零部件位置, 清楚地将各零件间的连接关系、位置关系和装配关系表达出来, 帮助学生较好地理解装配体的安装及拆卸过程, 使学生更好地读懂装配图。图3所示, 为机用平口虎钳的装配表达视图, 与我们常见的二维装配图相比, 其装配关系表达得更清晰, 更形象易懂。Inventor还提供了创建动画功能, 能将拆分和装配过程录制动画并保存成脱离自身软件的视频, 动态地模拟装配体的具体组成和部件拆装的全过程, 使拆装过程更形象直观。Inventor的部件装配是通过对零件放置约束条件而进行的, 我们还可以驱动约束进行运动仿真, 动感地展示装配体中各零部件间的运动关系, 帮助学生进一步了解装配体的运动工作原理, 加快学生认知的进程。图4所示, 为螺杆的驱动约束设置图, 驱动螺杆转动后带动活动钳身前后移动, 逼真地显示了虎钳的运动关系。约束驱动也能录制动画并保存成视频文件。

教学实践证明, 利用Inventor软件提供的建模、工程图、装配、表达视图等技术可以有效改进《工程制图与CAD》的教学。借助Inventor的三维造型、二维工程图等技术, 可以采用“二维三维二维”的制图教学过程, 增强学生的形体分析能力, 切实提高学生的看图、画图技能。借助Inventor的装配约束、表达视图等功能模块可以直观生动地表达装配原理和装配关系等制图教学的重点、难点内容, 降低制图教学的难度, 培养学生的空间思维能力, 显著提升制图教学质量。当然, Inventor还有很多其他功能, 对机械设计和机械课程教学有很大帮助, 有待我们继续开发和应用。

参考文献

[1]胡仁喜.Autodesk Inventor Professional2010中文版从入门到精通[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[2]赵卫东.Inventor2011基础教程与项目指导[M].上海:同济大学出版社, 2010.

Inventor软件 第2篇

关键词： Inventor 机械制图 图层 三维模型

机械制图是机械类专业所必修的一门专业课程。尽管机械各专业对掌握制图能力的要求不完全相同，但还是以共同性的基本内容为主，与设计、生产密切联系。因此，机械制图不仅是一门专业技术基础课，而且是一门实践性很强的课程。

在机械制图教学过程中，教师的主要任务是引导学生先对二维图样进行分析，确定各形体的形状及空间位置，然后逐步想出物体的形体，完成补图补线等题目的要求，最终培养学生空间想象能力，从而为今后其他专业课的学习和技能操作课打下读图基础。传统教学中，教师往往采用挂图、模型或多媒体等教学手段来授课。这样的结果是学生缺乏对知识点的迁移和举一反三的能力，并且很难对知识对象建立起空间想象，教学效果不尽如人意。因此，我们在正视学生生源基础较差事实的基础上，要让这些学生建立空间能力，除了要培养学生的学习兴趣，充分调动他们的学习积极性外，笔者还通过多年的一线教学实践，不断尝试、探索将Inventor软件应用到了机械制图课的教学中，使两者有机结合，让学生在学中做、做中学，发挥学生的能动性，收到了事半功倍的效果。

一、多用Inventor软件二维绘制和编辑命令，巩固机械制图基础知识

机械制图课程会涉及很多机械制图的基础知识，比如机械图样中对图纸幅面和格式的要求；对字体的要求；图线的线型线宽的要求及比例等的要求。对于这些基础知识的要求，在教学过程中不允许有任何创新和随便更改，必须严格按照国家标准。学生能不能很好地掌握这些基础知识，将影响到后续其他专业课学习的好坏，而这些知识点是很枯燥的，对初学的学生来讲很难理解，他们也记不住这些东西。这时我们可以借助Inventor软件中的绘图和编辑命令，把课堂上讲的理论知识结合一定的机械图样，让学生动手绘制，让他们在操作过程中将相关的理论知识融入进去，在操作过程中理解并接受下来，以达到快速入门的目的。学生看着自己绘制的作品，都有一种成就感和喜悦，并且，这种有针对性的练习，对学生起到了很好的辅助和复习作用，更为后面深入学习机械制图培养了兴趣，打下了坚实的基础，不至于一开始打击了学生的学习积极性。

机械制图中，不管是点、线、面的投影，还是零件图、装配图的投影，其规律都遵循“长对正，高平齐，宽相等”这9字原则。那么，在教学过程中，怎样让学生更好理解这9个字的含义，能看懂视图，构想出物体形状？

比如，教师在讲授完读组合体方法与步骤的理论知识后，让学生去做补画第三视图的练习时（如图1所示），题目中已知主视图、俯视图，要求补画左视图。教师可以让学生先用Inventor软件抄画已知的主视图、俯视图，同时心中默默念着 “长对正，高平齐，宽相等”的口诀，然后根据投影规律延长相应视图的图线，结合自己的空间想象能力，就可以把左视图补画出来。同样，学生在画装配图或是补画某一方向的投影视图时也可采用这种方式，在实践中充分体会这9个字的含义，让学生夯实制图基本功，避免在长、宽、高三方向画图中出现的错误。

二、巧用Inventor软件图层功能，创设制图课件优化教学

一张完整的零件图是由若干视图、尺寸标注、技术要求、标题栏和明细表等组成的。利用Inventor软件的二维功能，用户可以根据需要创建多个图层，通过控制图层的开和关，将不同的形体展现出来。在软件中图层就像透明的图纸，通过上层可以看到下层，各个图层之间的基准相互对齐，每一层上的线型、线宽、颜色可以单独设定，各图层的可见性可以控制。所以，在制图教学中，教师可以根据需要设置多个图层，利用图层的管理功能，将绘制的各形体放在不同的图层上，分层次地展开，控制好教学内容和讲课节奏。

比如，笔者在课堂上讲解用形体分析法读懂视图的时候，提前在Inventor中将需要的图形画好。在教学过程中，根据教学的需要控制好图层的开和关，将各形体一一展示出来，当然，前提是将其同一形体投影放在一个图层上（如图2所示），图中组合体有底板、左右三角板和半圆凹版三部分组成，在教学过程中按1、2、3的顺序逐步展现出来。在讲解组合体尺寸标注、装配体时，也可以用这种方法建立多个图层，用图层功能进行管理。这种教学方式，比用PPT的教学方式授课更加优越、直观，符合学生的学习规律，当然教学效果也非常好。

三、利用Inventor软件三维功能，创建立体模型增强课堂教学直观性

讲授画组合体视图的时候，传统的教学方法是采用挂图、实体模型等进行讲解。其实，可以利用Inventor软件三维功能，将要讲解的组合体先绘制成立体模型，并将绘制成的模型，通过工具栏选取视图方向（主视图、左视图、俯视图，后视图、右视图、仰视图），分别进行投影，使学生能很直观地进行观察，观看模型在不同的投影方向的变化，再独立画出其三视图，提高学生的空间想象力。另外，对于组合体各部分之间的关系，可以通过三维移动命令将组合体分解，加深学生对组合体之间共面、不共面、相切、相交组合形式的理解。教师还可以根据需要在原来的三维模型上增加或删除组合部分，衍生出更多图形，在多样的变化中让学生体会制图的精髓和奥妙。软件的三维功能，节省了去购买实体模型的资金，而学生的学习效果却得到明显提高。

比如，教师在讲解支架零件（如图3所示）时，可以按照上面讲的方法授课，将支架零件的选取视图方向（主视图、左视图、俯视图，后视图、右视图、仰视图），分别进行投影，使学生能很直观地进行观察，观看模型在不同的投影方向的变化，接着将组合体从上到下依次分解为耳板、空心圆柱、支板、肋板、底板五个部分。这样学生可以很直观地看清。同时，教师还可以改变原来立体模型上组合部分，衍生出更多图形，在多样的变化中让学生体会制图的精髓和奥妙，以此达到举一反三的教学效果。

四、使用Inventor软件将零件进行虚拟装配，模拟工作情景改进设计方案

机器由若干零件、构件和机构组成，各构件之间应保证确定的运动关系才能使机器完成预定的操作。保证零件装配后各零件之间确定的相对运动，彼此之间不能有干涉情况发生，这种设计应该是在机器装配之前解决，不可能等到把零件加工出来了，装配后出现了问题再去寻找问题，修改前面的设计方案。那么，如何解决这个问题呢？

教师可以将设计的零件图通过Inventor软件生成三维零件，然后将三维零件安装配图要求进行虚拟装配，观察各构件之间的模拟运动，就可以轻易地检查、发现出设计中可能存在的不合理的地方，再去修改相应的二维图纸，进一步进行虚拟装配，经过这样反复的修改使得图纸设计更加合理，更加完美。学生经过这种由图纸—零件—虚拟装配环境的模拟，可以进一步系统专业基础知识，对机器的制造流程有一个比较直观的认识，并可以提升自己机械方面的潜能。

比如，教师在讲解减速器装配体（如图4所示）时，可以把减速器中的每个零件先建模，然后进行虚拟组装。如果在装配过程中发现干涉等问题，可以对一些零部件展开进一步修整，还可以对装配好的零件进行爆炸，让学生看清每个零件的装配过程。在授课过程中，由于非常直观，学生很自然地接受了有关的装配知识，原本很难学的东西，轻而易举地掌握了。

现在，企业对员工的要求越来越高，只会简单地用软件抄绘的人已经不能满足社会的要求。实践证明，对在校学生运用Inventor软件进行教学，模拟训练设计、制造、装配等各个环节，是培养机械制图方面设计和制造的高技能人才、满足社会用人需求的有效途径。

总之，如何上好机械制图这门专业课，提高教学质量并降低学生的接受难度，是很多机械制图老师一直在讨论和研究的重点，大家也在实践中尝试各种教学方法。可喜的是，机械制图教材在不断修订和完善中，开始出现了许多有关机械制图和CAD/CAM互相结合的教材。但绝大多数教师还是以传统教学手段在授课，习惯性地将这门课一分为二，很难收到好的教学效果。因此，只有将机械制图和Inventor软件巧妙地结合起来，在实践中不断地探索、创新教学手段，才能优化课堂教学质量。

参考文献：

[1]李志勇.现代教育技术在机械制图教学中的应用[J].职业，2009（11）.

[2]吕德芳.三维CAD与机械制图教学改革[J].武汉理工学院学报，2015（3）.

[3]李丹.基于三维软件的机械制图教学改革[J].教学与科技，2015（2）.

Inventor软件 第3篇

一、数控机床进给伺服系统闭环控制

数控机床的整个进给系统在大多数情况下是由两个部分所组成的:其中之一是伺服驱动系统, 而第二个部分则是是机械传动系统。在伺服控制三环结构当中, 通过矢量进行操控的交流伺服电动机作为内部驱动力, 电流环以及速度环属于系统内环部分, 而位置环属于系统的外环部分。在这之中, 电流环在大多数情况之下存在的意义是面向内环控制对象的传递函数, 从而全面提升整个系统的运转速度, 并且在第一时间消除电流环自身所存在的干扰因素;对电流环之中所可以产生的最大电流进行阻碍的作用, 从而保证全部系统之中存在足够使用的加速扭矩, 还可以为系统运行过程之中的安全性提供保障。速度环在系统之中的主要工作则是强化整个系统抗负载扰动的能力并且尽可能地压抑速度波动。位置系统之中的主要工作则是保证整个系统处于静态和动态状态之下的跟踪性能, 从而确保整个系统可以以一个高速而又稳定的状态保持运转。

二、系统数学模型建立

使用inventor来针对伺服控制系统来进行模拟研究, 这在现在的控制技术领域是一个全新的但是难以攻下的课题。Inventor仿真手段可以极为简单的对伺服系统动态特性的数据进行解读, 而后由电脑自行抉择最佳的行动方式。而成功对一个系统进行仿真研究最为关键的一个步骤就是根据这个系统运转过程之中的数据建立这个系统的数学模型。

2.1机械传动装置

数控机床伺服系统通过交流伺服电机所产生的驱动能力进行驱动, 使用柔性联轴节和滚珠丝杠进行连接, 而后直接带动工作台运转。

2.2交流伺服电机

PMSM使用三相交流电进行供电, 其拥有多个可变量、强藕合以及非线性一系列的特征, 相比较之下比较难以控制。使用多相绕组将其转变为从空间角度而言相互差距为900电度角的两相绕组。

2.3电流环传递函数确定

电流环是由电流调节器、SPWM逆变器、电流检测装置和电流反馈滤波器以及前向通道滤波器所组成的一个部件。为了达到高性能交流伺服系统所需要的高度精确和快速回应的这两点需求, 电流检测在大多数情况之下使用霍尔电流传感器, 可以将它进行简化处理并且得到环节环。在电信号流过霍尔电流传感器之后就转化为电压信号, 为了尽可能的避免出现高频率的电信号, 大多数情况下我们会选用一阶低通滤波器。

三、PID控制器的设计

3.1电流环PI调节器

通过图1我们不难发现, 将电流环转换为单位反馈系统, 并且使用近似的理方法将电流反馈滤波器以及SPWM两个小惯性环节合成一个小惯性环节。

3.2速度环PI调节器

在针对进行设置速度环的时候, 电流环经过简化成为一个惯性环节。不加入PI调节器的相关函数表达式如下:

为了成功的达成速度无差值的目标, 因此可以把速度环整合为Ⅱ型系统, 所以速度环也会使用PI调节器, 其所使用的相关函数表达式如下:

四、仿真研究

4.1高速端测量

用于测量高速端的传感装置使用旋转编码器, 将其直接连接在电机输出轴的部分, 透过对于电机的转角进行测量而后达成工作台位移的间接测量。这样做的优势是, 直观的对于测量电机的转角和转速进行测量, 这种方式并不需要传感器有很高的分辨程度, 组装过程相对简单;这种方式也存在着缺点, 即传动链处于闭环的外部, 就会严重影响到控制的精准程度。

4.2低速端测量

速度比较低的一端的转角间接测量的传感器和丝杠得一端相互连接, 透过测量丝杠的转角来成功的对于工作台位移进行间接的测量;对于工作台的直线位移进行测量则使用的是直线型的测量装置, 借此来对工作台所产生的位移进行一个最为直接的测量。

五、总结

通过机械动力学原理的应用, 构建了CK78巧数控机床进给伺服系统的相关数学模型, 并且在使用inventor的基础之上对于该系统进行了十分全面的模拟分析以及研究。透过仿真曲线对于这一系统的系统性能和这一系统所拥有的系统结构参数之间的联系进行了分析, 并且针对间隙、死区非线性等问题会对于系统产生何种程度上的影响进行了思考, 并在发现问题或者不足之后提出可以对于系统性能有所改进的处理办法。在对系统进行模拟的过程之中, 可以直接对于虚拟系统的相关参数进行修缮, 从而以最快的速度得到最佳系统参数, 这充分体现了MATLAB/inventor仿真工具在使用过程中的优点。本文所涉及到的数控进给伺服系统目前所使用的伺服系统之中十分典型的一个, 笔者在文中所提及到的建模仿真方式也可以应用到对于其余伺服系统的分析以及设计的过程之中, 因此在实际使用过程之中有着十分强的实用性。

摘要：在数控机床进给伺服系统建立相关的数学模型之后, 明确伺服系统电流环、速度环、位置环三闭环控制这一控制方法, 而后通过人工计算以及软件inventor进行模拟得出了每一个环节的相关数据最佳的设定范围, 并且通过对于这一系统的虚拟以及模拟的过程发现了一些问题并且对这一系统提出了相关的建议。

关键词：数控机床,进给伺服系统,PID控制,inventor,仿真

参考文献

[1]冯斌, 梅雪松, 杨军等.数控机床摩擦误差自适应补偿方法研究[J].西安交通大学学报, 2013, 47 (11) :65-69

[2]张邦成, 尹晓静, 王占礼等.利用置信规则库的数控机床伺服系统故障诊断[J].振动、测试与诊断, 2013, 33 (4) :694-700

Inventor软件 第4篇

摘 要：基于Inventor三维设计的教学应用，可以提高教师的教学水平和学生的主动学习能力，使学校能够培养更多适合现代生产方式和科学技术发展的技能型创新人才。

关键词：Inventor三维设计；教学；应用

一、Inventor

Inventor是美国AutoDesk公司研发的三维可视化实体模拟软件，目前主要有基于AutoCAD的二维制图软件；三维设计软件；另外还包括束线和缆线设计、PCBIDF文件输入、管道设计、基于ANSYS技术的FEA功能模块。Inventor是基于装配和工程制图以及三维参数化零件制作的计算机辅助设计软件，其与AutoCAD相互兼容，具有草绘功能，快速智能的2D自适应布局，能够简便地从三维向二维转换，且自动尺寸标注能够对全部关键尺寸标注进行自动标注，包括机械零件库。Inventor具有扫掠特征、拉伸与旋转、螺旋体成型等方法，具有金属盒多种机械零件、工程图与零件表、生成组合与展示的功能。

二、Inventor的特征

特征是装配模型和三维零件模型的基础单元，Inventor的特征主要分为：零件特征、基础特征、放置特征、草图特征、定位特征。零件特征是指零件几何数据和几何造型的表达；定位特征是创建和坐标系相关联的内容，例如：工作点、工作轴、工作面，分别对应几何概念中的坐标原点，坐标轴、标平面；草图特征是指首先创建草图，再使用相关联的特征建立功能，从而根据草图生成实体。

三、在教学中的应用

Inventor三维设计在教学中的应用，可以有效加强学生实际工程的设计能力，可以强力促进机械制造专业的发展，可以大力培养高技能的创新型应用人才。以某学院基于三维设计实践教学的模式为例。

1.AutoCAD和Inventor的无缝过渡。利用AutoCAD的兼容快捷功能、Inventor的可识别图标、光标提示和设计环境，在基于三维设计的实践能力培养中，可以实现AutoCAD和Inventor三维设计的无缝过渡。

2.Inventor以视觉语集加快建模速度。通过Inventor界面的视觉语集和设计要求对减速器三维模型进行创建，这样可以有效促进学生完成课程设计，可以加快建模速度和节省建模时间，从而使学生有更多精力专注于创新设计。

3.通过动态模拟对工作原理进行体验。学生在设计初期难以预先了解设计思维是否合理，而Inventor的运动约束功能可以通过对动态模拟的演示，使学生快速明白减速器的工作原理；利用Inventor的分析装配约束，可以识别刚体和转换仿真运动连接；利用Inventor草图修改工具和草图绘制中几何约束的功能，可以使学生在装配模型和创建零件之前，评估设计方案，并根据材质颜色完整表达设计思想。

4.提供全方位数字样机的方案。利用Inventor Professional提供的设计工具，可以使学生创建精确度较高的三维数字样机，同时对设计初期的设计装配、外型、功能等进行验证。另外，Inventor的应力分析和运动仿真功能可以帮助学生验证和优化设计。由此可见，Inventor给学生提供良好的三维设计学习环境，可以有效加速学生设计思想的实践过程，和提高学生创新设计的学习能力和课程设计的学习效率。

四、欧特克应用

学校通过欧特克技术产品与先进理念的展示与整合，教学和科研项目的实施，加强了老师技术研发、技术应用、技术咨询、服务推广等方面的能力；通过“欧特克应用开发实验室”加强了学生实际的设计能力和促进了学院工程建筑与机械制造专业的发展。为了提升学生的设计能力和拓展学院的建筑教学，学院在欧特克应用实验室下开发了“设计创意教学中心”和“建筑工程设计中心”。通过“设计创意教学中心”的实践，学院的学习环境和企业文化都得到了有效改善。例如：欧特克技术的应用使学生可以对设计进行数字视觉化的渲染，这样不仅节约了设计实践的投入，还提高了课程设计教学的专业性。而学生的设计成果大大激发了学生的学习兴趣和学习激情，使学生在技术服务、机械设计、营销管理等内容学习上更有激情。另外，教学团队也获得了大量的科研成果，并在国家自然科学基金的项目方面发表了很多高品质和高质量的学术论文。

利用Inventor平台实行信息化的教学设计，可以形成交互式的教学氛围和数字化的教学资源，从而实现教育资源的共享和对教学设计具有针对性教学方法与信息化建设的教学理念，这样不仅可以变革教学模式，还能加强教师的信息化素养和学生的主动学习能力。Inventor课程的教学中使用模块化教学，教学内容主要有学生练习、课堂笔记、数据库，建筑信息模型、数字原型样机技术。通过Inventor的教学，为设计方法和设计工具的探索提供了研究平台，为学生设计能力和思维能力的提升提供了锻炼平台。

“设计创意教学中心”汇集了多领域的专家和跨学科的教学方法探讨机械，并在课程设计教学中全面使用Inventor三维设计的教学方案。目前，3D技术已经逐渐成为课程开发和学生学习的主要内容。每位学生要在规定的时间内完成项目设计，而欧特克方案可以使学生通过3D建模有效展示设计模型，并对模型进行视觉化渲染和零件变化的模拟分析，另外，通过欧特克3D设计课件和设计工具，学生可以在设计方案的探索中预测设计可行度。由此可见，3D技术不仅丰富了教学经验还贴近了行业要求。由于欧特克实验室提供了创新环境，而在基于创新环境下的课程设计教学中，老师可以模拟真实案例，学生可以进行小组合作，因此学生的制图水平逐渐提高，制图细节更加清晰，思想能力和评价能力更有科学性。

参考文献：

Inventor软件 第5篇

App Inventor是一个基于云端的、可拖曳的手机应用软件开发环境。它将枯燥的编码转变成积木式的拼图, 使手机应用软件的开发变得简单而有趣。即使不懂得编程语言, 也可以开发出属于自己的手机软件, 具有零基础、无门槛、组件多、功能强和出错少等特点, 此外还支持乐高NXT机器人, 想要用手机控制机器人的时候, 只需要使用按钮、文字输入等基本元件即可。

最初的App Inventor由Google实验室于2010年7月推出。此后于2011年8月对外开放源代码, 随后交由麻省理工学院移动学习中心 (The MIT Centrefor Mobile Learning) 开发, 于2012年3月对外开放使用, 并更名为MITApp Inventor。2013年12月3日, AppInventor 2 (简称AI2) 问世, 其新版主页口号是“随身的编程工具, 尽情发明吧” (Your idea, Your design, Yourapps, Invent Now) 。App Inventor工作模式与测试示意图如右图所示:

App Inventor具有三种工作方式:①设计师 (Designer) , 主要完成界面设计, 所有开发中需要的组件都可以从Palette的组件组中拖入Viewer中, 可以从Compents看到所有组件, 并在Properties调置其属性。②块编辑器 (Blocks) , 主要是通过拼图方式定义程序的执行动作, 将程序的逻辑链接, 通过不同属性的方法定义组件、逻辑组件等执行过程, 并进行逻辑设计。③模拟器 (Android Emulator) , 主要功能是如果在编程过程中或没有安卓设备的情况下, 可先用模拟器进行测试。

基于计算思维能力培养的AppInventor课程设计原则

目前国内有近10所高校开设了App Inventor课程, 但在中学开设相关课程的却很少。针对中学生开设AppInventor课程, 尚存在许多课程与教学论问题。我们结合中小学信息技术教学经验与App Inventor的研发目标——使人们在移动通信的世界里成为创造者, 而不仅仅是消费者, 提出了中学AppInventor课程的如下设计原则。

1.兴趣原则

现代人的生活几乎离不开手机, 手机的功能也越来越丰富。适合App Inventor的课程素材来源广泛, 选取源自学习与生活的课程内容, 既能够帮助学生制作自己喜欢的手机软件, 又能够让学生体验软件开发的创造乐趣。

学生每天都在用手机中的App程序, 对于能够制作出App程序感到十分神秘。通过学习App inventor, 将感觉到App inventor的离线环境搭建、界面设计、积木代码搭建和程序测试等内容都是有趣的, 很好玩。

2.基于计算思维的能力培养原则

“授人以鱼不如授人以渔”, 开设App Inventor课程, 应该立足于能力的培养。在App Inventor课程培养的诸多能力之中, 计算思维能力是核心。培养计算思维能力首先需要关注基于问题解决的教学, 教学问题应该从生活中来, 最终还要走向社会。其次要关注程序设计的工程思想与方法。

3.任务驱动原则

如果要将课程内容分解成系列的活动模块, 教师需要进行必要的铺垫, 尽量安排学生自主完成活动模块。在活动与实践过程中注意引导学生交流活动经验。每节课都根据项目内容的不同, 要求学生撰写文稿, 主要是记录自己学习过程的问题与感想, 籍此反思学习过程。

根据上述App Inventor课程原则, 该课程应该包括四个主要环节:①离线开发环境的搭建;②体验开发流程;③学习基于问题解决的算法与程序等计算思维;④制作自己喜欢的手机应用软件。

教学设计、实施与反思例举

依据上述课程原则, 我们开发出了高中App Inventor课程, 并在北京景山学校高中一年级进行了教学试验。下面仅以其第一节课为例来说明课程的设计与实施情况。

第一节课的主题是“Talk to me: Your first App Inventor app”, 旨在帮助学生编出能让手机说话的软件, 课题简单却易激发学生的兴趣。我们将学习任务分解成三个活动, 循序渐进, 结束时学生能够对App Inventor的三个工作界面和开发过程有一个比较全面的了解, 知道如何用这个编程软件。

1.资源准备

(1) App Inventor 2离线开发包。

(2) 离线环境搭建和环境启动说明文本。

(3) 学习卡片, 要求学生从以下两个方面撰写“我的第一个APP应用程序开发感想”, 200字左右。包括对Appinventor的认识与感觉、第一次完成App的感想和准备制作的考核作品。

2.教学流程设计

(1) App Inventor简介。教师介绍课程内容、课程要求、考核方法以及App Inventor的发展情况及特色。让学生了解课程内容与目标, 了解App Inventor的特点。

(2) 离线环境搭建。采用演示+文本资料的方式, 带领学生一步一步地进行离线环境的搭建、测试、安装、确认环境设置。让学生体验离线环境搭建的过程, 了解复杂系统搭建的流程并提供有成就的体验。

(3) 启动离线环境、熟悉基本环境。采用演示+文本资料的方式, 在启动离线环境, 新建项目, 并对了解“Designer”、“Blocks”界面有初步认识。让学生动手准备自己用的环境, 有一切尽在掌握之中的感觉。

(4) 制作自己的第一个App应用程序。为了体验App Inventor的强大功能, 可以先做一个最简单的App来进行体验, 这是用户需求。接着教师演示了自己手机上的Talk To Me程序功能, 并提出问题:App的功能是什么?界面上有什么?学生自学Talk To Me Part1的PDF文档, 自主进行程序制作。体现了一切开发源于实际需要及基于计算思维的软件开发的流程:用户需求—软件开发需求—软件功能定义 (选用什么组件也需要考虑) —界面设计—代码设计—测试、调整—进一步的功能拓展—二次开发—软件使用说明。

(5) 启动模拟器, 测试自己的程序。教师演示如何启动模拟器, 学生启动模拟器后测试自己的程序。教师提示学生有没有需要改进的地方, 并给出新的自学文档, 要求学生根据自己的修改要求, 参考教师给出的文档, 修改完善自己的程序。这样, 让学生掌握适时测试自己程序的模拟器, 能够增强学生的成就感。在体验功能时产生进一步需求, 这是二次开发的基础。

(6) 提出改进的需求, 改进程序。应该使学生明白, 手机应该想说什么就说什么, 而不是只会说一句话。教师给出适当的帮助文档, 让学生在解决问题时有的放矢。

(7) 交流共享与本课小结。2~3名学生谈自己如何改进程序, 用到了什么新的组件、属性和方法。通过交流共享, 能够复习学过的内容, 互相借鉴。教师小结能够带领学生当堂回忆所学内容, 起到及时巩固的作用。

(8) 作业提交。教师演示如何下载项目的源文件:Talk To Me.aia, 如何打包下载可以安装到手机上的TalkTo Me.apk。完成第一次接触App的感想短文并提交。通过保存提交作业, 使学生一节课的努力得到评价与认可, 增强了学生的成就感。学生通过撰写每节课的学习文档, 养成随时记录的好习惯。

3.实施情况

在实施上面的教学设计时, 应注意从用户需求出发, 逐步细化, 让学生参与到需求的提出与设计中来, 学生学习的积极性高, 特别是在学生进行模拟测试时, 因为看到了自己的模拟程序, 都表现出异常激动与自豪。

结束语

著名教育家陶行知先生有一句教育名言——处处是创造之地, 天天是创造之时, 人人是创造之人。今天的大数据时代为这种教育理想的实现创设了有利的条件。App Inventor课程能够激发学生的创新意识, 探索AppInventor课程与教学, 对于创新传统教学、提高学生的信息素养具有重要意义。

参考文献

[1]Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM, 2006, 49 (3) .

[2]董荣胜.计算思维及计算机导论[J].计算机科学, 2009, 36 (4) .

Inventor软件 第6篇

1 齿轮连杆组合机构运动分析

在齿轮连杆组合机构中(见图1),四杆机构为曲柄摇杆机构,偏心齿轮Z1兼作曲柄,以等角速度ω1沿逆时针方向转动,根据参考文献[1]可知,从动齿轮Z6的角位移、角速度和角加速度和分别是:

由此可知:若改变机构尺寸,从动齿轮Z6可得到以下三种不同类型的运动规律:

(1)当△>0时,ω6min>0,Z6输出为无零点的单向增减运动;(2)当△=0时,ω6min=0,Z6输出为只有一个零点的单向增减运动;(3)当△<0时,ω6min<0,Z6输出为具有两个零点的双向增减运动。

显然,第二种运动规律是第一、三两种运动规律的临界状态。

在第二类型或第三类型的运动规律中,当机构出现ω6min=0的位置时,根据三心定理知:主动轮Z1和从动轮Z6的相对瞬心恰在主动轮的回转中心A处,则AEF三点共线(见图2)。而能出现第二类型运动规律的条件是各构件的尺寸和角度必需满足以下关系式:l24min=AH2+HD2

其中:K=[(r62-r12)2-2(r62+r12)(r1+2r5+r6)2+(r1+2r5+r6)4]r12

相应主动轮Z1角位置:

由此可见:在求出λ角后,即可求出ω6min=0时的曲柄转角准1min和机架临界尺寸l4min。

通过上述运动分析可知:在三齿轮连杆组合机构设计中,当齿轮参数确定后,连杆机构中l2、l3的尺寸也随之确定,故机构的主要设计变量为主动曲柄的长度l1和机架长度l4。若要使从动齿轮Z6获得以上三种不同的运动规律,关键在于曲柄的临界尺寸l1min或机架临界尺寸l4min的确定。但是在实际设计中,考虑到制造和装配误差等因素,往往需要把机构中的某一尺寸设计成可调的尺寸,以便在装配时通过调整来补偿误差。因此通常把机架长度l4设计成固定整数值,而把l1设计成可调的。

2 基于Inventor的齿轮连杆组合机构设计步骤

在Inventor中设计齿轮连杆组合机构的基本原理是:在布局文件中建立基于草图块的机构运动关系,并生成二维装配体,据此进行二维运动仿真,通过不断搜索从动齿轮输出速度最小值相对应的曲柄输入角,替换机构运动草图中原曲柄输入角的参数,直到求出曲柄的临界尺寸l1min。其关键步骤如下。

2.1 创建布局

启动Inventor装配模板,在装配面板中选择“创建布局”按钮,即生成布局的零件模板(见图3)。

所谓布局就是一个带有草图块的二维草图,并利用衍生功能与继续设计的模型形成关联。

在布局文件中建立机构运动草图和布局草图,将机构的第三类型运动规律(图2)用几何作图的方法,利用软件提供的几何约束和尺寸约束工具,清晰地反映在机构运动草图上,把曲柄尺寸l1设置为联动尺寸,只要更改曲柄转角准1数值,曲柄尺寸l1就会随之改变。

在布局草图中创建各构件的草图块,由于主动齿轮Z1和曲柄系同轴零件,将其定义为嵌套的草图块。各构件的草图块包含在浏览器中的“块”文件夹内,草图块放置到布局草图中,在浏览器中每个草图块的装配层次关系均显示在其父草图下,显示为子项的装配层次而且可以在多个位置中添加使用相同的草图块。

需要注意的是草图块只能在二维零件草图中创建,并且只能由草图对象组成(见图4)。把各构件的草图块用二维草图几何约束来模拟机构的运动关系,即可迅速、直观地检查设计的机构能否正确运行。

在建立机构运动草图和布局草图过程中,对机构各构件的主参数进行参数设置;打开“参数”设置对话框,在用户参数栏中添加齿轮齿数Z、模数m用以驱动和自动计算r参数“等式”栏中的函数表达式(Z*m)/2ul,同时对机构各构件的主参数进行尺寸标注,重新命名参数名称,将机构在草图中清晰地表达出来(见图4)。

2.2 生成二维装配体

布局和草图块成熟后,在“布局”面板中单点击“生成零部件”按钮(见图5),所选构件的草图块衍生出新的与之对应的零件和部件文件,零件文件已包含所需的草图块,每个零部件的形状都可以与相应的草图块相关联,为实体模型提供了参考几何图元,布局中构件的草图块之间的几何约束转换为对应的零部件之间的二维装配约束,能够在运动仿真环境中快速地对设计的机构进行运动分析。

2.3 二维运动仿真

单击“环境”选项卡、“开始”面板、“运动仿真”按钮,在进入在运动仿真环境之后,可以使用工具面板上的"插入运动类型"和其他工具来产生连接,在装配部件的运动机理构造好之后,连接、移动组等都列在运动仿真浏览器中;设置驱动条件后即可运行仿真(见图6)。

2.4 确定曲柄的临界尺寸l1min

(1)在布局文件中,编辑机构运动草图,任意设置一个曲柄输入角准1,随之就会得到一个相对应的曲柄尺寸l1。

(2)回到二维装配文件中运行仿真,在输出图示器中可读取机构各构件的运动参数(图7)。选择从动齿轮输出速度项,搜索最小值ω6,得到相对应的曲柄输入角准1。

(3)替换机构运动草图中原曲柄输入角的参数,获得新的曲柄尺寸。

(4)再次运行仿真,经过2～3次重复,即可确定曲柄的临界尺寸l1min和曲柄输入角准1min等设计参数。

3 设计实例

在某胶印中,采用齿轮连杆组合的输纸机构,要求主动曲转动一周,实现间歇输送运动的从动轮Z6亦单向旋转一周,并具有一次瞬时停歇;当Z1=20,Z5=40,Z6=20,m=2.5,l4=105mm时,试确定曲柄的临界尺寸l1min。

按上述步骤,可获得仿真计算的结果(见表1)和从动齿轮输出速度曲线(见图8)。

结果分析:

在机构运动草图中任意取准1=120,得l1=20.835,运行仿真得:ω6=-1.30449<0,从动齿轮输出为第三类型运动规律;

取第一次仿真计算的数据准1=269.6(ω6=-1.30449)替换机构运动草图中原曲柄输入角(准1=120.00),得l1=17.8566,运行仿真得:ω6=-0.00007<0,从动齿轮输出已非常接近第二类型运动规律;

取第二次仿真计算的数据准1=269.8(ω6=-1.30449)替换机构运动草图中原曲柄输入角(准1=269.6),得l1=17.8564,再次运行仿真得:ω6=0.0000,从动齿轮输出为第一类型运动规律,具有一次瞬时停歇的特性。

4 结语

利用Inventor 2010软件提供的功能进行组合,可完成三齿轮连杆组合机构的设计和分析,其结果与理论计算相同;与通过编程计算等方法相比,更加简易、直观,能够满足实际设计的需要。同时对平面连杆机构的设计也具有一定的参考价值。

参考文献

Inventor软件 第7篇

关键词：钢结构,模板,三维,建筑信息模型

前言

在工程实践中, 经常要用到复杂结构的模板, 常规的模板设计往往是采用CAD制图, 查表手工计算。因计算烦琐、复杂, 致使常规的设计效率、可靠性、准确性大大降低, 而且对于系列化产品设计需要进行反复的计算、查询和绘图, 造成大量重复劳动。

在科学技术日益发展的今天, 虽然CAD技术已被企业重视, 但通用CAD软件对大多数用户来说, 只是绘图工具, 只是使所绘工程图便于保存, 便于修改, 不是达到真正的通过计算机进行辅助设计的目的, 不能解决设计问题, 其实质仍是手工设计;而且, 在模板图纸绘图过程中, 工程师们感到最别扭的、最影响设计质量的、最需要有人辅助的几个常见的问题可能有下列几项:复杂的投影线生成问题、漏标尺寸, 漏画图线的问题、不同部件的几何关系的分析讨论问题、设计的更新与修改问题等等, 在二维CAD软件绘图中都不能得到很好的解决。

三维CAD设计软件的应用是第二次建筑设计的飞跃, 三维设计能直接以三维概念开始建立设计模型, 这个模型能表达出设计构思的全部几何参数, 整个设计过程可以完全在三维模型上讨论, 对设计的辅助就很容易迅速扩大到设计的全过程。人们在设计零件时的原始冲动是三维的, 是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等等关联概念的三维实体, 甚至是带有相当复杂的运动关系的三维实体。

利用三维设计软件可比较容易地建立充分而完整的设计数据库, 并以此为基础, 进一步进行应力应变分析、空间装配干涉分析、高正确率的二维工程图生成、动画生成等一系列的需求都能充分满足, 是对设计全过程的有效的辅助, 是有明确效益的CAD。

目前国内常见的适合做模板设计的三维软件有Pro-E, Solidworks, 3Dmax等, 这些软件建模较为复杂, 对于普通的工程技术人员存在上手较慢, 熟悉应用需要较长时间的问题。针对模板结构设计中所遇到的单纯应力应变分析的问题, 其应用有一定的难度。而Auto Desk公司开发的Inventor Professional是一个强大易用的机械设计三维参数化建模软件, 它融合了二维和三维设计并带有装配功能, 是集参数实体造型、曲面造型、装配造型、二维与三维双向关联绘图以及与Auto CAD相互转换于一体的机械设计系统。除此以外, Inventor Professional还包含了应力分析模块, 该模块能够对结构件进行应力、应变分析, 并输出分析报告。

1 设计内容概述

本文以某项目钢结构模板的设计为例, 详细介绍了在Inventor平台下建模、受力分析、输出施工图、材料表等环节的具体应用方法。面板的主要材料为各种槽钢、角钢、扁钢等标准材料, 这些材料的信息均已储存在Inventor系统自带的数据库中, 所以这些材料的基本数据可以直接引用, 而不必手工输入。首先利用EXCEL输入各种模板的主要参数数据, 链接到Inventor中作为建模的基本数据;然后在零件环境下利用二维和三维功能, 建立模板的主面板、纵向肋梁、横向肋梁和支撑系统的相互关系框架;其次在装配环境中导入模板框架, 启动结构件生成器, 将横肋、竖肋等各种支撑材料放置到框架上, 进行装配和节点处理;再次, 启动应力分析模块或结构件计算模块, 对构件进行应力、应变分析, 并改变参数进行方案比较, 输出分析报告;最后在二维工程图纸界面中利用生成的三维模型投影生成所需要的工程图。一套参数化的三维模型建好以后, 如果对关键参数 (如模板的长度、宽度、纵横肋间距、材料类型等) 改变, 三维模型和工程图中的相关联尺寸和数据也随之而变化, 这样设计人员就可以看到三维的立体空间结构设计成果, 了解各部分之间的空间关系, 不必更多地考虑在平立面上的投影及画线、画弧等图面表达方式, 可以有更多的精力去思考结构的优化, 从而实现从计算机辅助绘图到计算机辅助设计的飞跃。

2 结构件的三维参数化建模

2.1 基本数据的输入

在Inventor中可以直接链接Microsoft Excel的文件作为基本的建模数据, 而且Inventor能够实时监测到Excel文件的修改而提醒用户及时更新模型。如果在许多模型中使用相同的参数, 则可以在Microsoft Excel电子表格中定义这些参数, 可以将电子表格嵌入或链接到部件或零件模型中。首先启动EXCEL软件, 建立新的文件, 在文件中输入模板的基本数据, 然后储存到一个文件夹中, 如图1所示。

2.2 结构件框架模型的建立

进入Inventor, 启动标准零件模板, 建立新零件, 进入草图模式。单击标准工具栏的参数按钮, 点击下部的链接按钮, 打开文件浏览窗口, 浏览到上步建立的Excel文件, 参数表中随即出现已经输入的主要参数。模板的纵肋和横肋的数量由模型的长度、宽度和纵横肋的间距, 通过输入公式函数由系统计算得出。利用这些参数就可以绘制模板的外形和纵、横肋的位置图形, 如图2所示。

2.3 模板模型的建立

进入Inventor的装配模式, 新建一装配文件, 放入建立的模板主框架, 启动结构件生成器, 通过选择标准库中的各种横断面的型材, 点击模型中曲线, 就可以将材料放置到相应的位置上, 对骨架产生实体结构。这样就完成了模板的初步设计, 再使用“修剪”、“延伸”、“斜接”、“开槽”等功能对型材进行局部的修正, 可以建立型材之间的准确的符合实际的链接方式, 消除型材之间的干涉。

这样就建立了参数化的模板三维模型, 如图3所示。如果要对模板参数进行修改, 只要用Excel打开基本数据文件, 修改其中的数据后存盘, 然后点击工具条上的“全部更新”按钮, 所建立的模型中相关的部分就会随即改变, 而不必重新建立模型。

3 应力分析

应力分析是Inventor的附加分析模块, 为用户的设计提供一个快捷而强大的用于校核和优化的工具。应力分析的基本步骤是:

(1) 选择分析对象;

(2) 检查并为零件指定材料;

(3) 定义相关的约束模型 (打开约束向导) ;

(4) 应用荷载, 可以在构件上加载集中荷载、均布荷载、力矩等;

(5) 检查并修改零件之间的接触;

(6) 验证网络进行收敛设置;

(7) 运行分析并输出分析报告。

下面以面板计算为例演示应力分析的过程。模板计算模型的宽度定为1205mm, 高度为1000mm, 厚度为6mm, 纵肋间距300mm;模板受到的均布荷载为52.3k Pa;打开面板的三维模型文件, 点击工具条的“应力分析按钮”切换到应力分析环境, 根据实际情况对材料进行定义, 也可以定义新的材料, 给定适当的材料参数。用户可以直接从材料库中选定一种材料作为该结构的材料, 该实例面板材料选为“钢”;其次定义“约束”, 可以选定特定的点、边线、或面作为约束面, 可以指定固定约束、轴承约束、无摩擦约束等, 模板面板约束指定与纵梁接触的部位与端部为固定约束;荷载、接触和网络进行设置, 然后执行“分析”, 就可以在屏幕上产生应力分析结果, 如图4所示。

4输出二维工程图

二维工程图是设计意图、设计信息的最主要携带和表达者, 最终的设计成果主要还是以二维工程图的形式提供给各方。Inventor提供了创建二维工程图 (零件图、装配图) 的功能, 而且可以做到二维与三维相关联。从三维的零件甚至装配模型开始, 几乎可以自动地、正确地、可关联更新地得到需要的工程图及材料表。模板二维工程图如图5所示。

使用自动化工程视图可以减少在传统二维环境中创建工程图的时间。自动化功能能够使用所有的视图形式显示工程图, 包括主视图、侧视图、等轴测视图、局部放大图、剖视图和斜视图, 并且使Inventor在投影图元的时候可以具备完全的可控选项, 可以在图线级别控制隐藏线的显示。从三维模型中获取尺寸, 并且将获取的尺寸标注在工程图中, 包括轴测图的尺寸。同时Inventor中的尺寸会随着三维模型的更改而自动更新。使用大量的尺寸组合、注释和二维设计的符号快速灵活的完成工程图组的创建。

物料清单为确切的机器组成列表提供了原始数据, 从而提高了对成本和用料的预见性。并且使用精确的工程物料清单可以简化从发布到制造的过程。根据传统二维设计的需要, 可迅速自动生成和更新明细栏, 这从本质上减少了人工失误。关联的明细栏能够保留一个精确的零件和装配成员表, 并且能够自动更新, 组织和加入到工程图中。同时能够快速的将零部件序号添加到装配工程图中。使得用户有很大的灵活空间, 根据公司标准自定义明细栏。

结语

本文用inventor机械设计软件和数据库技术, 进行钢结构模板的参数化建模设计, 进行应力应变分析、并最终生成二维工程图。应用三维软件进行三维参数化设计, 易于对复杂几何形状的控制和修改, 在计算机上从三维开始, 实现全部的设计过程, 符合人们的思维习惯, 提高了可视化程度, 三维参数化设计能准确反映设计者的思想, 给钢结构设计带来很大的方便, 还易于进行多方案的比较, 也容易检查设计错误, 这样不仅提高了设计效率和设计质量, 也缩短了设计周期。

(1) 在三维建模软件运用过程中, 二维和三维是双向关联的, 所以在设计过程中可随意更改三维实体的尺寸, 更改后的三维实体和所有的二维视图会自动更新, 给结构的修改以及在三维装配图中更改带来极大方便。

(2) 利用Inventor自带的数据库, 可以直接得到所需要的标准件, 加速了设计的自动化。也可以将自己建立的零件储存到数据库中建立自己的标准件库。

(3) 利用三维建模软件生成的构件是三维的实体和表面, 为有限元应力应变分析准备了数学模型, 三维建模软件能进行结构的有限元分析软件, 极大地简化了应力应变计算过程, 提高了计算精度, 避免了可能出现的计算措施。

参考文献

Inventor软件 第8篇

Autodesk Inventor软件为用户提供了一个资源中心库，其中包括了国家标准、行业标准和企业标准，譬如美国标准、俄罗斯标准、德国标准、中国标准和钣金行业标准等[1]。

虽然Inventor提供的标准内容丰富，几乎涵盖各个国家的标准，但还是不能完全满足各个行业的专业需求。例如煤矿井下瓦斯抽放钻机设计中常用到的液压接头，因各个公司都有自己的专业标准，Autodesk不能完全将其包括。对此，Inventor软件提供了i Part功能可实现自制零件库的建立。

1 创建iPart零件的基本流程

iPart功能是对设计过程中出现的一些结构上大体一致、各个细节尺寸有明确规定，在材料、尺寸和颜色或其他参数不同的零件，将其创建为系列化的零件模型，节省零件建模时间、提高工作效率。

用户需要该系列内的不同零件时，只需切换型号即可。创建iPart的过程包括创建基础模型、建立参数表、整理参数表、添加参数行、设置关键字和验证数据等，以下就煤矿井下用瓦斯抽放钻机设计中常用到的某型号液压接头零件库的建立为例，介绍iPart零件创建的主要过程[2]。

1.1 创建基础模型和参数管理

Inventor软件具有完善的系统参数提取功能，能够在草图设计阶段将输入的尺寸约束作为特征参数保存起来。尺寸驱动作为表驱动的基础，建立基础模型后，可以使用表驱动生成模型的不同规格，应注意参数化设计过程中不允许出现欠约束状态，以免模型求解时出错。

iPart功能创建的基础模型必须拥有该系列零件的所有特征，因为iPart零件只能删除制定特征而不能添加特征[1]。

如图1所示，按照该液压接头中最具代表性的一个型号的参数建立二维基础模型，在“草图设计”状态下，通过“管理”→“fx参数”调用软件的参数设计功能，为便于参数管理将决定该零件外形特征关系的关键尺寸设置为自定义参数。本例中自定义参数有：总长L、接管端直径、接管端长度L1、ED圈端直径、ED圈端长度L2等。改变自定义参数的值，即可改变零件草图的形状，达到系列化零件的目的。

基础模型建立后，在软件功能区依次选择：“管理”选项卡→“编写”面板→“创建iPart”，弹出“iPart编写器”。可见inventor软件将用户自定义的参数全部列入了参数表中。

依次在iPart编写器中录入不同规格零件的参数，注意在零件代号列中输入该接头的不同型号。用户还可以通过添加其他参数，例如螺纹、零件代号、材料和描述等，设置系列化零件的各个参数值。在库文件生成二维工程图时以上参数值将直接反映在标题栏内，不需用户再次更改，提高设计效率。

1.2 设置关键字和数据验证

在系列化零件通过iPart发布后, 为方便用户使用和查询就必须设置零件库检索用的关键字。例如此型号的液压接头在使用时, 最方便的检索方式就是接头的型号, 即零件代号。因此在iPart编写器中零件代号”列鼠标右键单击选择“1”。即可将零件代号设定为查询的第一个参数。

在完成数据输入和关键字设定后，通过软件的数据验证功能可以对输入的数据和参数等进行验证，避免出现无效单元值，如有无效数据inventor将以亮色提示设计者修改。

1.3 iPart零件的特点

普通零件和iPart零件的区别：普通零件只能表达一个规格的零件，而iPart零件可以表达同一类所有规格的零件，iPart零件可以通过表驱动更改零件规格[1]。

1.4 iPart零件使用

完成零件参数输入和设定后，用户即可使用带有iPart功能的零件。装配时软件会弹出提示“放置标准iPart”对话框，要求用户对参数进行选择。

如图4所示，当用户选择型号后即可和使用其他“.ipt”类型的零件一样使用i Part功能的零件。当用户调用iPart零件后，Inventor软件将自动在项目所在文件目录下建立一个和库文件零件名相同的文件夹，并将已使用型号的零件存储在该文件夹内，每个型号存储一次。

2 i Part功能的使用技巧

iPart功能使用时应注意以下几点：

(1) 要使用该功能的零件应该具有相似的结构特征，便于后期数据处理和管理；

(2) 基础图形的建立一定要做到简洁、自定义参数少，有利于用户编辑；

(3) 设置的关键字应便于使用者理解和查询；

(4) 在“iPart编写器”中应将零件代号、描述和材料等在二维工程图中需要的参数加入，减少工程图转化时的工作量。

3 结语

本文以某型号液压接头为例，利用inventor软件的i Part功能建立了能够反映零件结构特征的参数化零件库，该零件库能够满足用户客观设计中需要的检索、调用和发布等管理功能。解决了钻机三维建模中繁杂的标准件建模工作，提高了工作效率，体现了该软件操作简便、设计成本低等特点，对简化钻机产品的三维设计具有一定帮助[3]。

摘要：利用Autodesk Inventor 2011软件, 以钻机设计中常用的某型号液压接头为例, 介绍了参数化三维零件库的建立过程和方法, 体现了Autodesk Inventor软件操作简便、设计效率高、成本低等功能。

关键词：参数化设计,三维模型,零件库

参考文献

[1]Autodesk, Inc主编.Autodesk Inventor2011进阶培训教程[M].北京:电子工业出版社, 2011.1.

[2]沈玲珑, 胡进, 陈晓勇.关于Inventor中的iPart功能探讨[J].农业装备与车辆工程, 2007 (2) :52-53.