期末大作業(yè)內(nèi)容與要求 2024-25-1

課程名稱：計算機輔助設(shè)計第1頁總2頁北京印刷學(xué)院《計算機輔助設(shè)計》期末大作業(yè)及評分標準（2024—2025學(xué)年第1學(xué)期）注意事項：1.期末大作業(yè)方式為開卷。2.本作業(yè)適用于機械23-1、2、3班。請撰寫一份《千斤頂?shù)倪\動仿真與有限元受力分析說明書》（100分）。具體要求如下：一.期末大作業(yè)的格式、內(nèi)容和初始條件：1.參見本課程“學(xué)習(xí)通（印苑E學(xué)堂）”教學(xué)平臺上發(fā)布的“期末大作業(yè)”，其中有附件《說明書模板》，千斤頂solidworks三維模型初始文件。2.在所給模板的總體格式和框架之下，應(yīng)按照各自的設(shè)計參數(shù)、操作過程和分析結(jié)果，進行完整的、充分的、實事求是的、圖文并茂的填寫、說明和論述。3.說明書中的目錄和正文，在所給模板的基礎(chǔ)之上，允許進行合理的補充和完善。二.期末大作業(yè)中至少應(yīng)包含以下內(nèi)容：1.千斤頂solidworks裝配體的工作模擬（25分）（1）簡述千斤頂?shù)墓ぷ髟?、零件組成和配合關(guān)系。（2）銷軸零件的設(shè)計與裝配：在千斤頂頂部的支撐座“Support”與連桿“Link-1”相連接的鉸點位置，新增一個銷軸零件“PinShaft”（如圖1所示），銷軸長度=（學(xué)號后3位）÷100+64。圖1新增銷軸零件“PinShaft”在裝配體中的位置示意圖例如，假設(shè)學(xué)生李四的學(xué)號為“234010123”，則該生學(xué)號后三位是“123”，則在李四的作業(yè)中，銷軸長度=123÷100+64=65.23。銷軸零件用英文命名為：PinShaft；銷軸材料在軟件自帶材料庫“solidworksmaterials”中選擇“AISI304”號鋼。。銷軸直徑和配合關(guān)系自行合理設(shè)計，注意要定義銷軸外圓柱面分別與前后兩個連桿孔、支撐座孔作為配合面或承載面。（3）千斤頂裝配體爆炸視圖的設(shè)計與制作。在“模型”空間，按照千斤頂?shù)牟鹧b工藝過程，合理設(shè)計并制作“爆炸視圖”。（4）千斤頂工作模擬動畫視頻的設(shè)計與制作。（如果缺少視頻或不能正常播放，本部分作業(yè)成績滿分減半處理）新建運動算例，在solidworks“動畫”模式中，利用軟件自帶的“動畫向?qū)А?、“保存動畫”等工具，參考本課程教材相關(guān)章節(jié)，進行參數(shù)設(shè)置和操作，使得工作模擬動畫中至少包括裝配體的“旋轉(zhuǎn)展示”、“千斤頂爆炸和解除爆炸展示”和“千斤頂上升過程的模擬展示”等內(nèi)容。視頻格式不限（常規(guī)播放器能播放即可），圖像應(yīng)該清晰、可分辨圖文，視頻文件盡量不超過20M。視頻文件命名為“學(xué)號+姓名+工作模擬”。2.千斤頂?shù)倪\動分析（50分）（1）運動分析初始參數(shù)的設(shè)置要求：再新建一個運動算例，在solidworks“Motion分析”模式中，首先要重新確定裝配體初始工作位置，即重新定義千斤頂初始工作高度。如圖2所示，設(shè)置支撐座“Support”的底面與底座“Base”的底面之間距離為95。圖2千斤頂初始工作高度示意圖旋轉(zhuǎn)馬達轉(zhuǎn)數(shù)=（學(xué)號后3位）÷10+50RPM；把千斤頂添加力的數(shù)值，修改為“5000+（學(xué)號后3位）”，單位牛頓。（2）運動分析操作步驟可以參考本課程的配套教材；除了本作業(yè)中規(guī)定的上述幾項參數(shù)按照要求設(shè)置之外，其余初始條件參數(shù)可以參照教材進行合理設(shè)置，例如添加原動力、添加引力等等。（3）運動分析過程應(yīng)包含一個完整的千斤頂工作上升行程；分析結(jié)果的圖解曲線應(yīng)包括以下幾項內(nèi)容：原動力（旋轉(zhuǎn)馬達）的力矩圖解、能源消耗（功率）圖解（2個）；支撐座“Support”零件的位移、速度、加速度圖解（3個）；銷軸“PinShaft”零件軸徑配合面（承載面）承受的反作用力圖解（3個），并導(dǎo)出“CSV”格式的“時間-反作用力”數(shù)據(jù)表；連桿“Link-1”零件兩個孔的配合面（承載面）承受的反作用力圖解（2個），并導(dǎo)出“CSV”格式的“時間-反作用力”數(shù)據(jù)表。3.零件的有限元受力分析（25分）（1）對銷軸“PinShaft”和連桿“Link-1”兩個零件，任選其一進行有限元受力分析即可。（2）使用solidworks“simulation”模塊，對千斤頂中選定零件進行有限元受力分析，得出應(yīng)力、應(yīng)變、位移和安全系數(shù)圖解等分析結(jié)果。（3）在前述的運動分析結(jié)果圖解和“時間-反作用力”數(shù)據(jù)表之中，確定該零件工作過程中受力最大的某一時刻（某一幀）；然后通過“輸入運動載荷”的方式，進行零件受力情況的加載操作。相關(guān)操作步驟和參數(shù)設(shè)置，可以參考本課程的配套教材。（4）零件受力分析完成后，在“simulation”模塊中，自動生成并導(dǎo)出該零件WORD版本的有限元受力分析報告，命名為《×××零件的結(jié)構(gòu)分析報告》。在該報告最后一頁，填寫報告結(jié)論，即簡短說明該零件結(jié)構(gòu)強度和安全系數(shù)是否符合設(shè)計要求？如不符合，提出改進意見。該分析報告作為附錄，附在期末大作業(yè)的最后。4.運動分析與有限元受力分析操作過程的錄屏視頻制作（如果缺少視頻或不能正常播放，這兩部分作業(yè)成績滿分按減半處理）采用的錄屏軟件和方式不限，視頻格式不限（常規(guī)播放器能播放即可），視頻圖像應(yīng)該清晰、可分辨圖文，視頻文件盡量不超過80M。視頻文件命名為“學(xué)號+姓名+分析過程”。三.期末大作業(yè)的其他要求：1.說明書中正文各章節(jié)（不含附錄）的漢字總字數(shù)，應(yīng)不少于8000字；圖表按頁折算字數(shù)，一頁A4紙折算800漢字。字數(shù)不足，正常打分之后，再扣字數(shù)分；每少50字扣2分,扣滿10分為止。課程名稱：計算機輔助設(shè)計任課教師簽字：第2頁總2頁2.說明書寫作要求：思想健康，夾敘夾議，內(nèi)容合理、充實；觀點明確，邏輯清晰，論據(jù)充實，論證合理；語言流暢，書寫工整。四、期末大作業(yè)提交時間和提交方式1.紙質(zhì)版大作業(yè)的提交要求（1）按照上述作業(yè)要求，將用A4紙打印（或手寫）完成的期末大作業(yè)說明書、以及附錄《×××零件的結(jié)構(gòu)分析報告》，一起裝訂成冊后交給本班學(xué)習(xí)委員；（2）結(jié)課后一周之內(nèi)，學(xué)習(xí)委員收齊本班大作業(yè)，最后交給任課教師。2.電子版大作業(yè)的提交要求（1）電子版大作業(yè)內(nèi)容，主要包括：千斤頂?shù)娜苛慵把b配體文件（已經(jīng)完成前述各項分析操作的solidworks文件）。運動分析和有限元受力分析導(dǎo)出或自動生成的其他結(jié)果文件，例如“CSV”格式的工作表文檔、文件擴展名為CWR的文檔、PerformanceLog文本文檔、與算例同名的文本文檔等。千斤頂工作模擬動畫視頻文件（盡量不超過20M）。運動分析與有限元受力分析操作過程的錄屏視頻文件（盡量不超過8