基于SolidWorks Premium进行自行车设计验证

本文重点介绍如何使用SolidWorks Premium来表达设计师的意图并且针对设计意图进行验证。

自行车，最早从西方国家传入中国，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。现在自行车遍及世界各地，进入家家户户，是人们最常见的交通工具。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。

目前，自行车设计是一项十分重要的工作，自行车工业发达的国家都在设计中投入了大量人力、物力和财力，也取得了很好的效果。我国虽然被称为自行车生产王国，但在产品设计工作中与国外先进水平相比还存在差距。为了迅速提高我国自行车水平，必须在设计工作中下功夫。

随着人们日益增长的精深追求，自行车设计不但要实用、耐用，而且还需要美观，一般来说，在设计之初，设计师们都会有一个大概的美学设计概念图（图1），下面就根据自行车设计的流程来进行说明。

首先，根据使用情况和设计意图，以草图的形式来表达我们的想法，如图1所示。

整体概念图是设计的基础，有了整体意图，我们就可以把局部设计具体化，例如后勾部分，我们可以细化为如图2所示部分，后勾是自行车上相对重要的一个零件，随着变速器、碟刹的更新换代，后勾部分成为自行车架零件里面比较关键的一部分。

其中，自行车左、右后勾大部分相同，我们可以先建立右后勾，然后使用SolidWorks派生零件的方式，建立左后勾后部分，具体步骤如图3所示；同时，左后勾建模如图4所示。通过图3、图4我们不难发现，如此复杂的后勾设计，使用SolidWorks进行设计还是非常方便的，而且使用的命令也均为基础命令，可以在最快时间内使设计团队从传统设计方法转换到三维设计。

五通部分为自行车关键部分，设计好坏直接影响到自行车骑行舒适度及使用年限，而且设计需要美观，对于此款车架五通部分我们可以细化设计形式，如图5所示。对于此种比较复杂的模型，使用SolidWorks仍可以简单绘制完成，如图6、图7所示，可以通过简单拉伸、切除、扫描及倒圆角等操作，完成复杂零件的造型、建模设计。

减震架部分设计，同样需要考虑到美观和安全，同时考虑受力因素。设计师借助SolidWorks Premium快速完成设计意图并且分析其受力情况，设计意图如图8所示，同时在SolidWorks中表达此设计，如图9所示。设计师可以在造型设计零件的同时，进行零件的验证，如图10所示，通过仿真我们不难发现，此零件在此设计下非常安全，可以达到自行车相关行业要求，而如果使用传统设计模式，我们只能通过实验的方式才能获得此结果，不但浪费了材料成本，同时浪费了时间成本，延长上市时间。

在进行此验证的同时，我们还可以通过设计洞查图解来对零件材料进行优化，以最大限度地节省设计成本，如图11所示。

零件最终装配效果，如图12所示，至此我们可以发现，设计的结果和我们最初设计意图完全相符。

综上所述，基于SolidWorks Premium进行自行车零件设计，同时进行自行车受力仿真分析，可最大限度地节省设计师的时间，保证产品质量。同时，SolidWorks Premium解决方案还可以针对自行车进行标准车架分析，包括水平、垂直、踏力疲劳分析，冲击落下、重锤冲击、摔落分析以及振动分析等，帮助自行车行业加快设计速度，减少实验次数，为社会最大限度地贡献力量。

本文索引号：121

CAD/CAM与制造业信息化・2013年第7期65

栏目主持：黎艳

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