3. 結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)
    
     通過(guò)焊接工藝連接在一起的零件稱為結(jié)構(gòu)件。結(jié)構(gòu)件有三種處理方法。對(duì)于由型材焊接而成的結(jié)構(gòu)件，SolidWorks提供了一個(gè)很好的焊接工具--焊接特征。使用接頭裁剪、角撐板、頂端蓋等焊接工具能高效率地進(jìn)行結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后能自動(dòng)生成切割清單。在SolidWorks中有豐富的型材庫(kù)，型材的截面也可以自定義。插入焊接特征后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成兩個(gè)默認(rèn)配置：一個(gè)父配置是"按加工"，一個(gè)派生配置是"按焊接"，分別描述焊接狀態(tài)和機(jī)加工后的狀態(tài)，
     對(duì)于用板料、實(shí)體零件等非型材焊接的結(jié)構(gòu)件，一般采用多實(shí)體建模比較方便，這樣在SolidWorks的裝配體中，把結(jié)構(gòu)件當(dāng)零件而不是子裝配件來(lái)處理。但如果結(jié)構(gòu)件中的某個(gè)組件是鈑金件，要確定下料展開圖，則必須用裝配體來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件，因多實(shí)體建模不支持鈑金件。
    
     4. 裝配設(shè)計(jì)策略
    
     總裝配一般采用自下而上的設(shè)計(jì)方法。限于目前計(jì)算機(jī)的速度，對(duì)大型裝配體進(jìn)行自上而下的設(shè)計(jì)還不現(xiàn)實(shí)。總裝配的設(shè)計(jì)策略是以概念設(shè)計(jì)階段完成的布局草圖為依據(jù)，插入子裝配體。
     子裝配要合理地選擇自下而上和自上而下設(shè)計(jì)方法。對(duì)于全新的設(shè)計(jì)建議采用自上而下的設(shè)計(jì)方法，這樣可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。如果需要引用已有零部件或標(biāo)準(zhǔn)件，則應(yīng)兩種方法結(jié)合使用，首先建立布局草圖，以布局草圖為基礎(chǔ)插入模塊化的部件和零件，對(duì)新設(shè)計(jì)的零件，在裝配環(huán)境下確定其形狀、大小及在裝配體中位置。自上而下設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)設(shè)計(jì)更改時(shí)，相關(guān)的零件將根據(jù)創(chuàng)建方法而自動(dòng)更新。
     對(duì)于廠標(biāo)件和通用件，最好在零件模式下設(shè)計(jì)，而不要在裝配環(huán)境下采用自上而下的設(shè)計(jì)，以保持零件的通用性。
     重型機(jī)器的零部件很多，一般都在10000個(gè)零件以上。SolidWorks提供了豐富的裝配功能，可對(duì)零件進(jìn)行靈活的組合，構(gòu)成子裝配或標(biāo)準(zhǔn)模塊。SolidWorks處理大裝配的方法是對(duì)零件進(jìn)行輕化，用戶可以指定一個(gè)閥值，當(dāng)裝配體的零件數(shù)量超過(guò)閥值，則進(jìn)入大裝配模式，自動(dòng)對(duì)零件進(jìn)行輕化。實(shí)現(xiàn)大裝配的另一個(gè)策略是對(duì)零部件建立裝配配置，壓縮所有與裝配關(guān)系無(wú)關(guān)的特征。
    
     四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程分析的集成
    
     重型機(jī)器設(shè)計(jì)的核心技術(shù)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。有限元分析工具可分為兩類，面向設(shè)計(jì)過(guò)程的、供工程師使用的主流分析軟件；用于對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)分析的、供專業(yè)人員使用的專業(yè)分析軟件。華泰重工制造有限公司的模式是所有設(shè)計(jì)人員掌握主流分析工具COSMOSWorks軟件，在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品部件級(jí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析；成立專業(yè)的仿真試驗(yàn)室，配備5名專業(yè)分析人員，采用專業(yè)分析軟件進(jìn)行產(chǎn)品的系統(tǒng)級(jí)分析和基礎(chǔ)理論的研究。
    
     1. 面向設(shè)計(jì)過(guò)程的分析
    
     COSMOSWorks是SolidWorks軟件的一個(gè)插件，與SolidWorks共享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)完全一致，操作界面統(tǒng)一，是一個(gè)功能完備的結(jié)構(gòu)分析軟件。使用COSMOSWorks進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析具有下面三個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。
     對(duì)CAD模型進(jìn)行修改后，分析過(guò)程（包括網(wǎng)格劃分、載荷定義、邊界條件等）不需要重新定義，只需運(yùn)行"分析"命令，程序就會(huì)對(duì)修改后的產(chǎn)品模型重新進(jìn)行分析，方便快捷。
     對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行多方案比較分析時(shí)，可在CAD環(huán)境下為每種方案建立一個(gè)配置，在分析環(huán)境下只需對(duì)一個(gè)配置進(jìn)行分析過(guò)程的定義，對(duì)其它配置進(jìn)行分析時(shí)，只需執(zhí)行一個(gè)"拖、拉"操作，將已經(jīng)定義的分析過(guò)程拷貝到新的配置下即可。可以非常方便地實(shí)現(xiàn)多方案的比較設(shè)計(jì)。
     在COSMOSWorks中進(jìn)行產(chǎn)品尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，SolidWorks 為每一組尺寸組合都建立對(duì)應(yīng)配置，當(dāng)用戶選擇優(yōu)化結(jié)果的最佳值或某一組尺寸組合時(shí)，不需要重新建模，只需在SolidWorks中選擇對(duì)應(yīng)的配置，就得到了需要的產(chǎn)品模型。
     這些優(yōu)點(diǎn)使產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)變得非常方便，極大地提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
    
     2. 設(shè)計(jì)模型與分析模型的統(tǒng)一
    
     做到設(shè)計(jì)模型與分析模型的統(tǒng)一，將極大地提高有限元分析的效率。可通過(guò)下面三種方法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型與分析模型的統(tǒng)一。
     對(duì)所有設(shè)計(jì)人員進(jìn)行有限元分析知識(shí)的培訓(xùn)，了解有限元分析模型與產(chǎn)品詳細(xì)模型的區(qū)別，要求設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)是考慮有限元分析要求，對(duì)需要分析的零部件建立一個(gè)用于分析配置--結(jié)構(gòu)配置。
     從產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的入手，建立一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員對(duì)分析的認(rèn)識(shí)。只有經(jīng)過(guò)認(rèn)可的模型才進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)和工程圖繪制，可減少許多無(wú)效的勞動(dòng)。
     當(dāng)需要把CAD模型傳遞給專業(yè)分析軟件（如 NASTRAN、ANSYS）時(shí)，實(shí)體單元建議采用SolidWorks的多實(shí)體技術(shù)建模，這樣在分析軟件中可以很方便地對(duì)不同的特征設(shè)定不同的網(wǎng)格尺寸。殼單元最好采用SolidWorks的曲面造型技術(shù)建模，這樣能更好保證殼單元與產(chǎn)品模型的統(tǒng)一。
    
     五、應(yīng)用效果
    
     采用SolidWorks 軟件后，華泰重工制造有限公司的產(chǎn)品開發(fā)水平躍上了一個(gè)新臺(tái)階。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：
     實(shí)現(xiàn)了無(wú)差錯(cuò)設(shè)計(jì)，SolidWorks的零件輕化和配置設(shè)計(jì)解決了三維應(yīng)用中最關(guān)鍵的大裝配問題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)，通過(guò)干涉檢查基本上消除了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的低級(jí)錯(cuò)誤，客戶的反饋也越來(lái)越好。
     提高了設(shè)計(jì)效率，SolidWorks 的配置設(shè)計(jì)滿足了系列化設(shè)計(jì)和定制化設(shè)計(jì)的需求，配合特征庫(kù)、零件庫(kù)、部件庫(kù)的使用，提高了設(shè)計(jì)的復(fù)用性。通過(guò)布局草圖和派生設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小組協(xié)同設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)合作更緊密。
     提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，COSMOSWorks 易學(xué)易用，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以方便地進(jìn)行多方案的比較設(shè)計(jì)，擺脫了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基于分析的優(yōu)化設(shè)計(jì)。