【摘要】介绍了SolidWorks在防火阀门、调节阀设计中的应用，包括重量估算、辅助绘图、虚拟装配、动作模拟以及应力分析等。
【关键词】SolidWorks 防火阀门 调节阀门 应用
一、前言
SolidWorks是美国达索系统（Dassault Systemes ）开发的一款三维机械设计软件，该软件界面友好，初学者容易上手。自引入中国以来，在机械、电子、模具、新能源等行业有着广泛的用户群。笔者从事阀门设计工作四年多来，认为SolidWorks非常适合用于设计各类风阀产品。
二、计算零件质量属性
传统的零件质量计算方法是：计算出零件材料的体积，再乘上该零件的材料密度，得到零件的质量。计算过程比较繁琐，尤其是当零件结构复杂，形状不规则时，计算结果不精确。如下图所示：
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图1 防火阀阀体
但如果使用SolidWorks将其建模，对零件赋予相应的材料之后，点击“质量属性”按钮后，就会弹出“质量属性”对话框，零件质量的精确计算结果立即显示出来。同时还会显示零件的体积、表面积等信息。
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图2 SolidWorks 软件计算零件质量属性
三、辅助设计加工图纸
风阀产品常采用金属板钣金加工，能够准确地进行钣金展开、下料，对产品的质量尤为关键，为此，借用SolidWorks软件的钣金功能，能够快速的进行产品设计、钣金下料图展开，特别是展开图能够直接转化为激光切割机、等离子切割、数控转塔冲床等设备所识别的数据格式，实现高效、精确下料。
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(a) (b)
图2 零件图（a）和零件钣金展开图（b）
SolidWorks软件的钣金功能非常强大，可以方便的设置展开系数、自动切释放槽、折弯半径等参数，极大地方便用户设计阀门、机箱、机柜等产品。
SolidWorks软件还具有工程图文件类型，支持ANSI、ISO、DIN、BSI、GB等多个国家的绘图标准，经过20余年的发展，已经完全支持GB绘图标准，不需要借助其他软件，就能够绘制标准图纸。
它具备三维软件的典型优点，可以自动投影生成各种视图：左视图、右视图、俯视图、局部视图、剖视图、剪切视图、轴测视图、交替位置视图；可以方便的标注各类尺寸、公差、形位公差、焊接符号；自动标注零件序号、技术要求，自动生成材料明细表，极大地提高了绘图效率。
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四、虚拟装配及运动仿真
SolidWorks软件具有装配体文件功能，可以把提前建模好的零件、部件调入装配体文件中，利用“配合”命令，进行产品的虚拟装配，可以方便的发现各零部件的配合关系、位置干涉等问题，避免设计失误、节省试制成本。
还可以通过SolidWorks软件的Motion功能进行产品的运动仿真，能够直观的观察零件的运动过程，进一步发现各零部件之间是否存在干涉问题。
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五、应力分析
运用SolidWorks的Simulation插件，根据零件的实际工作情况对设计的零件模型设置载荷和约束，软件将自动对受力零件进行应力、应变以及位移分析。风阀叶片的应力结果显示如图3所示。
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图3 风阀叶片应力分布示意图
借助Simulation插件对叶片零件进行应力分析，我们比较出叶片上加强筋的不同形状、不同分布位置对叶片的强度影响较大：采用“V”形加强筋时叶片刚度高于“半圆形”加强筋；加强筋距离叶片边缘位置在30~35mm时，抗压效果最好。
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半圆形（a） “V”形（b）
叶片加强筋形状及分布位置
我们知道，对于结构和形状复杂的受力零件，按照材料力学进行受力分析计算是非常困难和繁琐的，而借助SolidWorks的Simulation插件功能，能够为我们提供快速的重要的设计参考。
六、编制产品装配工艺说明书
SolidWorks软件还具备爆炸视图功能，可以用来制作产品的装配工艺说明书、装配视频动画，使得产品装配简单、直观、易懂。
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七、结束语
笔者使用SolidWorks软件接近20余年了，见证了软件的不断进步，其功能越来越强大，现在已具有渲染插件、模具设计插件、产品生命周期管理插件等功能，其工程图的国标化非常符合中国的标准要求，产品系列化设计功能也非常实用，其生成的零件也可以用于BIM软件打开，随着应用的不断发展，阀门的设计将变得更加高效、快捷，更会帮助我们设计出更好的产品。
参考文献
[1]崔洪斌，等。计算机辅助设计基础及应用[M].北京：清华大学出版社，2004.
[2]张建生，等。Solidedge软件在阀门设计中的应用[J].阀门，2009（3）：34-35.