管板布管原理研究和参数化绘图系统的开发开题报告

1. 研究目的与意义

管壳式换热器中管板的布管设计多根据工艺计算的结果采用手工绘制的方式进行设计，费时费力。

本课题的研究内容主要是分析管壳式换热器中管板的布管原理，在此基础之上综合运用vb语言和solidworks软件实现管板结构、强度及布管参数化设计。

该系统可以大大简化设计的工作量，提高管壳式换热器的设计效率。软件具有良好的适应性、人机交互性及扩充性，提高了设计效率和质量。同时，软件的设计还具有很好的典型性和一定的技术含量，可以为其他设备的solidworks二次开发提供可行的方法。

2. 国内外研究现状分析

管壳式换热器广泛应用于石油、化工及能源等国民经济的各个部门，具有易于制造，生产成本较低，选材范围广，清洗方便，适应性强，容量大，工作可靠等优点，是目前理论研究水平最高、设计技术最完善、标准化和规范化历史最悠久的换热设备[1]。其操作性能的好坏，不但直接影响生产的正常进行，并且涉及到下游产品质量、产量、节能及可靠性等各个层面。管壳式换热器中管板的布管设计多根据工艺计算的结果采用手工绘制的方式进行设计，费时费力。为了减少工作量,提高工作效率和设计质量，缩短产品的研发时间,计算机辅助设计今年发展迅速。

参数化设计（parametricdesign）是其中一种设计方法，主要是将模型中的约束信息变量化，使之成为可以调整的参数，赋以变量化参数以不同数值，就可自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动以及产品的精确造型。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模与修改、系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段，是提高三维模型设计效率的最好方法之一[2]。

通常所说的参数化设计是指通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动，其中进行驱动所需的几何信息和拓扑信息由计算机自动提取[3]。所谓参数化设计模型是指以约束来表达产品模型的形状特征，以一组参数来控制设计结果，从而能通过变换一组参数值就方便地创建一系列形状相似的零件[4]。参数化技术是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸的关系。多数与设计对象的控制尺寸有显然的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动，所以也称为参数化尺寸驱动[5]。

3. 研究的基本内容与计划

对管壳式换热器设计过程中布管管数确定、局部布管图绘制两个问题进行研究。基于严密数学推导的管板布管数精确解析关系式，用visualbasic可视化编程技术开发了布管管数计算模块。

①第一周到第二周:开题报告一份，包含文献综述一篇

②第三周到第四周:布管原理的研究

4. 研究创新点

利用VisualBasic二次开发SolidWorks技术，编制管壳式换热器布管软件，实现从设计过程的输入输出，实现管板结构、强度及布管参数化设计，大大减少设计工作量、繁琐性，提高工作效率和设计质量，缩短产品的研发时间，具有广泛的工程实用价值。该软件操作方便，开发方法也相对简单易行。同时，软件的设计还具有很好的典型性和一定的技术含量，可以为其他设备的Solidworks二次开发提供可行的方法。