期末大作业内容与要求 2024-25-1

课程名称：计算机辅助设计第1页总2页北京印刷学院《计算机辅助设计》期末大作业及评分标准（2024—2025学年第1学期）注意事项：1.期末大作业方式为开卷。2.本作业适用于机械23-1、2、3班。请撰写一份《千斤顶的运动仿真与有限元受力分析说明书》（100分）。具体要求如下：一.期末大作业的格式、内容和初始条件：1.参见本课程“学习通（印苑E学堂）”教学平台上发布的“期末大作业”，其中有附件《说明书模板》，千斤顶solidworks三维模型初始文件。2.在所给模板的总体格式和框架之下，应按照各自的设计参数、操作过程和分析结果，进行完整的、充分的、实事求是的、图文并茂的填写、说明和论述。3.说明书中的目录和正文，在所给模板的基础之上，允许进行合理的补充和完善。二.期末大作业中至少应包含以下内容：1.千斤顶solidworks装配体的工作模拟（25分）（1）简述千斤顶的工作原理、零件组成和配合关系。（2）销轴零件的设计与装配：在千斤顶顶部的支撑座“Support”与连杆“Link-1”相连接的铰点位置，新增一个销轴零件“PinShaft”（如图1所示），销轴长度=（学号后3位）÷100+64。图1新增销轴零件“PinShaft”在装配体中的位置示意图例如，假设学生李四的学号为“234010123”，则该生学号后三位是“123”，则在李四的作业中，销轴长度=123÷100+64=65.23。销轴零件用英文命名为：PinShaft；销轴材料在软件自带材料库“solidworksmaterials”中选择“AISI304”号钢。。销轴直径和配合关系自行合理设计，注意要定义销轴外圆柱面分别与前后两个连杆孔、支撑座孔作为配合面或承载面。（3）千斤顶装配体爆炸视图的设计与制作。在“模型”空间，按照千斤顶的拆装工艺过程，合理设计并制作“爆炸视图”。（4）千斤顶工作模拟动画视频的设计与制作。（如果缺少视频或不能正常播放，本部分作业成绩满分减半处理）新建运动算例，在solidworks“动画”模式中，利用软件自带的“动画向导”、“保存动画”等工具，参考本课程教材相关章节，进行参数设置和操作，使得工作模拟动画中至少包括装配体的“旋转展示”、“千斤顶爆炸和解除爆炸展示”和“千斤顶上升过程的模拟展示”等内容。视频格式不限（常规播放器能播放即可），图像应该清晰、可分辨图文，视频文件尽量不超过20M。视频文件命名为“学号+姓名+工作模拟”。2.千斤顶的运动分析（50分）（1）运动分析初始参数的设置要求：再新建一个运动算例，在solidworks“Motion分析”模式中，首先要重新确定装配体初始工作位置，即重新定义千斤顶初始工作高度。如图2所示，设置支撑座“Support”的底面与底座“Base”的底面之间距离为95。图2千斤顶初始工作高度示意图旋转马达转数=（学号后3位）÷10+50RPM；把千斤顶添加力的数值，修改为“5000+（学号后3位）”，单位牛顿。（2）运动分析操作步骤可以参考本课程的配套教材；除了本作业中规定的上述几项参数按照要求设置之外，其余初始条件参数可以参照教材进行合理设置，例如添加原动力、添加引力等等。（3）运动分析过程应包含一个完整的千斤顶工作上升行程；分析结果的图解曲线应包括以下几项内容：原动力（旋转马达）的力矩图解、能源消耗（功率）图解（2个）；支撑座“Support”零件的位移、速度、加速度图解（3个）；销轴“PinShaft”零件轴径配合面（承载面）承受的反作用力图解（3个），并导出“CSV”格式的“时间-反作用力”数据表；连杆“Link-1”零件两个孔的配合面（承载面）承受的反作用力图解（2个），并导出“CSV”格式的“时间-反作用力”数据表。3.零件的有限元受力分析（25分）（1）对销轴“PinShaft”和连杆“Link-1”两个零件，任选其一进行有限元受力分析即可。（2）使用solidworks“simulation”模块，对千斤顶中选定零件进行有限元受力分析，得出应力、应变、位移和安全系数图解等分析结果。（3）在前述的运动分析结果图解和“时间-反作用力”数据表之中，确定该零件工作过程中受力最大的某一时刻（某一帧）；然后通过“输入运动载荷”的方式，进行零件受力情况的加载操作。相关操作步骤和参数设置，可以参考本课程的配套教材。（4）零件受力分析完成后，在“simulation”模块中，自动生成并导出该零件WORD版本的有限元受力分析报告，命名为《×××零件的结构分析报告》。在该报告最后一页，填写报告结论，即简短说明该零件结构强度和安全系数是否符合设计要求？如不符合，提出改进意见。该分析报告作为附录，附在期末大作业的最后。4.运动分析与有限元受力分析操作过程的录屏视频制作（如果缺少视频或不能正常播放，这两部分作业成绩满分按减半处理）采用的录屏软件和方式不限，视频格式不限（常规播放器能播放即可），视频图像应该清晰、可分辨图文，视频文件尽量不超过80M。视频文件命名为“学号+姓名+分析过程”。三.期末大作业的其他要求：1.说明书中正文各章节（不含附录）的汉字总字数，应不少于8000字；图表按页折算字数，一页A4纸折算800汉字。字数不足，正常打分之后，再扣字数分；每少50字扣2分,扣满10分为止。课程名称：计算机辅助设计任课教师签字：第2页总2页2.说明书写作要求：思想健康，夹叙夹议，内容合理、充实；观点明确，逻辑清晰，论据充实，论证合理；语言流畅，书写工整。四、期末大作业提交时间和提交方式1.纸质版大作业的提交要求（1）按照上述作业要求，将用A4纸打印（或手写）完成的期末大作业说明书、以及附录《×××零件的结构分析报告》，一起装订成册后交给本班学习委员；（2）结课后一周之内，学习委员收齐本班大作业，最后交给任课教师。2.电子版大作业的提交要求（1）电子版大作业内容，主要包括：千斤顶的全部零件及装配体文件（已经完成前述各项分析操作的solidworks文件）。运动分析和有限元受力分析导出或自动生成的其他结果文件，例如“CSV”格式的工作表文档、文件扩展名为CWR的文档、PerformanceLog文本文档、与算例同名的文本文档等。千斤顶工作模拟动画视频文件（尽量不超过20M）。运动分析与有限元受力分析操作过程的录屏视频文件（尽量不超过8