参数化模型

参数化模型（精选12篇）

参数化模型 篇1

引言

BIM (Building Information Modeling) 建筑信息化模型, 可以简单的理解成模型+信息, 模型是信息的载体, 信息是模型的核心[1]。通过记录高质量的信息要素, 贯穿规划、设计、施工和运营的全寿命周期, 使得各个参与方借助模型进行有效的沟通, 提供了更好的技术方案, 提高企业精细化管理水平。2011年5月, 我国住建部发布《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》, 明确指出十二五期间, 要基本实现建筑企业信息系统的普及应用, 加快建筑信息模型的应用, 推动信息化标准建设。随后, 北京、上海、广东、陕西等各地方政府也加大对BIM的关注并出台具体的政策和实施指南推动BIM技术的应用。可见, BIM作为一种全新的理念, 在工程领域正引领着一场革命[2]。

通过查阅国内外相关文献可知, BIM技术在工民建领域应用研究较多, 也较为成熟, 许多国家也建立了相应的标准。然而, BIM在交通领域研究甚少, 相关的研究和应用还未得到很好的发展。因此, 探索一种适用于交通领域的BIM技术应用方案来提高工作效率、节约成本是目前有待解决的问题。

为此本文以交通领域中的桥梁为例, 选取海东市中心城区海东大道二号桥为工程背景, 建立BIM参数化桥梁模型, 进行可视化技术交底, 指导施工, 并自动统计工程量, 建立海东大道二号桥资料库, 推动我国桥梁工程施工管理的发展。

1 工程概况及模型搭建

1.1 工程概况

海东大道二号桥工程位于青海省海东市乐都区, 海东大道大古城路-纬二路段, 桥梁起点桩号K1+651.45, 终点桩号K1+778.05, 桥梁全长126.6米;桥梁结构形式为三跨实腹式板拱桥, 跨径布置为35+40+35米;桥梁宽度为左幅桥19米, 右幅桥23米, 桥梁总面积5317.2平方米;桥台采用箱型桥台, 桥墩、承台为实体式钢筋混凝土结构。设计基准期100年。海东大道二号桥的施工工期十分紧张, 为保证总工期目标的实现, 所有施工顺序、工艺措施围绕“尽可能压缩关键工序施工周期”进行安排, 在保证施工质量、安全的前提下, 一切为压缩关键工序施工周期让路。二号桥施工难点为拱桥施工中成拱线形的控制, 其成功与否将严重影响成桥美观度。

1.2 三维参数化建族

Revit中图元都是以构件的形式出现, 这些构件之间的不同是通过参数的调整反映出来的。族是Revit中一个非常重要的概念, 每个族文件都含有很多的参数和信息, 像尺寸、形状、类型和其他的参数变量的设置都是通过参数化族的创建来实现。参数化建模对BIM至关重要, 它是实现建筑物整体协调、可靠、高质量、内部一致的依据[3]。

1.2.1 参数化族的命名规则

BIM技术以信息为灵魂, 所以只有保证项目的每一构件的信息都能得到传承在能发挥BIM的价值。由于该项目涉及到的构件比较复杂, 因而制定了五段制的命名方式进行构件的命名。五段制即:项目名称 (英文缩写) —构件类型—构件名称—构件尺寸—构件所在方向, 例如桥台:YY—桥台—桥台1—24500mm—左侧。见图1所示。

1.2.2 构建参数化建族

创建族和不断完善族库是创建BIM项目的前提, 故对海东大道二号桥图纸进行分析, 针对二号桥的结构特点, 构建桥梁各构筑物参数化族库, 通过几何约束来表达对象的行为, 尤其是桥台、拱圈高度等参数化族的研究。每个族都能在其内部定义多种类型, 每个类型都可以根据不同的参数调整其形状、尺寸等。海东大道二号桥已建好的参数化族具体见图2所示。

1.3 BIM模型的搭建工程概况

各种复杂形式的结构层出不穷为施工方带来了巨大的麻烦, 由于设计方一般都以CAD二维图纸进行交付, 所以施工部门往往要结合平、立、剖的图纸, 才能对结构构件的位置进行确定, 这样往往费时费力, 十分不方便, 有时也可能造成对设计图纸的误读。利用BIM技术, 将二维图纸转换为三维模型, 使得施工人员可以更加直观地了解结构的形式, 指导施工[4]。

利用Revit软件, 根据海东大道二号桥桥梁二维图纸和已建好的桥梁构建族库进行三维建模。各构件尺寸、材质、位置关系等都可以通过BIM模型直接反映, 为施工提供很大的便利, 更加精确的确定了桥梁各个构建之间的关系。海东大道二号桥BIM模型如图3所示。

2 BIM桥梁模型的应用

2.1 统计工程量

Revit提供了工程数量明细表统计功能[5], 将桥梁工程的计量信息集成到每个基本族元素中, 让计算机能够根据定制的计算规则快速处理与计算各组构件的工程量, 并考虑相互扣减及空间位置关系, 自动统计海东大道二号桥工程量。施工工程中工程量的统计往往需要单位多元化, 例如桥梁中混凝土桩的统计, 可能给劳务分包出去的时候是按米或根进行分包, 施工单位内部报工程量的时候是按混凝土方量进行统计, Revit就为此种情形提供了很大的方便。

2.2 查找图纸错误

传统上, 通过依靠相关设计者的经验和二维图纸检测来发现设计中存在的问题往往存在着一定的局限性, 很多情况下都是问题暴露影响到工程的进度和质量的情况下才能发现, 这样子影响了整个桥梁工程施工的顺利进行。然而, 利用BIM技术, 将二维图纸转换为三维BIM模型, 较为容易的发现设计图纸的错误, 为后期的桥梁工程顺利进行提供了可靠的保障。

根据海东大道二号桥设计图纸, 利用Revit软件建立三维桥梁BIM模型。海东大道二号桥三维参数化模型建立过程中, 依据桥梁桥墩墩柱图纸尺寸与主拱拱脚标高大样图绘制模型, 发现二号桥Z1、Y1、Z2、Y2桥墩墩柱高度不正确, 拱脚与桥墩墩柱顶衔接不上。例如Z1墩柱:墩柱顶标高=承台顶标高+墩柱高度=2015.15+3.887+0.6=2019.637m;Z1左端拱脚高程=2020.359m。具体见图4所示。

2.3 施工动画模拟

BIM在施工过程中有一项重要的应用就是BIM可视化技术交底。传统的施工技术交底容易受到二维图纸的影响, 由于二维图纸不够形象具体, 各个构件之间的复杂关系很难准确的表达出来, 不同的专业领域会出现不同的理解和应用。由于BIM模型特有的立体、可视、全角度等特点。因此, 将已建好的海东大道二号桥桥梁BIM模型导入Navisworks软件, 再在时间轴的驱动下, 全方位的展现出施工的具体步骤指导施工作业。不断地模拟和优化施工方案, 及时的发现可能隐藏在桥梁施工中存在的问题, 并作出相应调整, 避免出现质量安全等问题。

对于海东大道二号桥而言, 由于钢筋混凝土箱型拱桥因采用在支架上分环分段现浇施工方法, 施工难度大。分环分段现浇过程中, 已建成节段的线形在后期施工中是不可调节的, 因此为保证大桥的顺利合拢及成桥线形满足要求, 必须对主拱圈的合拢方式进行研究。因此可根据此施工难点, 利用Navisworks软件提出基于海东大道二号桥BIM模型的拱圈合拢演示模拟, 使施工人员能够高质量、高水准的完成该桥梁项目的施工, 大大节约了施工成本, 提高了工作的效率。

3 结语

尽管对BIM技术的研究与探索已经历经几年, 也有了很多BIM应用的成功案例。但是对BIM技术在桥梁等交通领域的研究尚处于初步阶段, 因此BIM技术在交通领域的推广必将是一项长期而且艰巨的任务。本文针对BIM技术的现状和特点, 提出了BIM技术在桥梁中工程量统计、查找图纸错误、三维可视化交底、施工模拟等应用的技术路线, 对桥梁工程的施工管理具有重要的意义, 大大提高了施工人员工作的效率, 节约了时间和成本。同时, 也为后续的BIM技术在交通领域的研究提供了必要的依据。

参考文献

[1]何关培.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社, 2014:3-12.

[2]刘延宏.BIM技术在铁路桥梁建设中的应用[J].铁路技术创新, 2015, (3) :47-50.

[3]宣云干.参数化建筑建模实例研究[J].江西建筑, 2012, 6 (152) :111-118.

[4]徐博.清凉山隧道BIM技术应用研究[J].铁路技术创新, 2015, (3) :90-95.

[5]林敏, 曾华.设计BIM模型数据流转到造价BIM模型应用研究[J].聚焦信息化, 2013, 31 (12) :19-23.

参数化模型 篇2

1、投标资格

1.1凡在中华人民共和国境内注册的合法的法人或其他组织、且有承担本项目的能力以及符合下述条件的供应商均为合格的投标人。

（1）拥有壹仟万元以上注册资金(含1000万)；

（2）具有系统集成自治区甲级资质、涉密资质、ISO9000质量体系认证证书，须提供原件或等同法律效力的证明文件(发证机关或公证机关)；

（3）在新疆本地拥有技术支持和后续服务能力；

（4）能提供针对本项目产品的原厂授权书原件，厂家产品本地服务承诺书原件。

2、项目内容

2.1、桌面操作系统软件（简体中文版）5000套。主要产品技术参数：

总体要求：系统高效运行、系统可独立安装、支持多操作系统方式安装。系统安装方便，提供图形操作界面，操作习惯兼容。

安装：提供图形化的安装界面，对每个安装界面提供较为详细的联机帮助信息。安装过程简单明了；提供硬盘分区向导功能，能够引导用户一步步完成相对复杂的硬盘分区工作，可以自动建立必须的硬盘分区；支持多种安装方式，可采用光盘安装，网络安装，硬盘安装；系统引导恢复：提供对已安装系统恢复引导的功能。

中文处理：正确输入、显示中文，字体美观，无半字符、乱码现象；提供多种输入法支持，包括目前广泛使用的拼音类输入法（包括智能ABC）及五笔字型输入法等；所有的应用程序尽量全部汉化，桌面的图标、菜单和图形化应用程序应提供中文帮助；中文终端中至少提供拼音（全拼）、双拼、五笔等输入法，输入法稳定可靠，中文字库符合国家标准；系统应提供四种基本的输出字体：宋体、仿宋、黑体、楷体，其中系统默认输出字体为宋体；系统中的打印输出应能够输出系统提供的基本字体与字型，应做到中文输出无乱码；提供帮助软件框架和调用接口，使得系统和应用程序可以向用户提供帮助信息的查阅。

具有以下主要功能：

1、可实现灵活安全的用户帐户管理，支持分组管理、分级管理，自由设定用户和用户组的权限。

2、在获得授权的情况下，对用户文件和系统文件的搜索、查询、修改、删除。

3、能够正常安装、运行和卸载以下应用软件：（1）公文处理类软件（2）网页浏览类软件（3）即时通讯类软件（4）数据下载和传输类软件（6）图形图像处理类软件（7）编程开发类软件

（8）数据存储、备份、加密类软件（9）病毒防护类软件（10）电子邮件类软件（11）其他工具软件

4、对存储设备的分区管理，支持存储设备的多分区类型和大分区（500G以上），5、对系统应用进程实现查看、暂停、关闭；

6、硬件设备的添加和删除，能够正确识别以下硬件设备，硬件设备性能发挥正常，运行稳定：

（1）处理器：正确识别CPU型号，支持多线程、多核技术；

（2）输入设备：可以自动识别目前主流的键盘、鼠标等输入设备，对不能识别的 设备，可通过安装厂商提供的驱动软件正确识别。支持USB2.0以上的输入设备（如：扫描仪、摄像头等）的高速接入。

（3）输出设备：显示器、打印机等，对不能识别的设备，可通过安装厂商提供的驱动软件正确识别。

（4）网络设备：可自动识别目前主流的有线和无线网络设备，对不能识别的设备，可通过安装厂商提供的驱动软件正确识别。

（5）图像和声音控制器：可自动识别目前主流的图像和声音控制器，对不能识别的设备，可通过安装厂商提供的驱动软件正确识别。

（6）蓝牙控制器（7）系统总线控制器（8）电源管理控制器（9）其他系统设备

7、内存管理：需支持4G以上的内存使用，增强的版本可支持8G以上内存的使用。

8、外接设备管理：支持通过标准接口（IEE1394 接口、VGA接口、USB接口等）外接设备（投影机、摄像机、扫描仪等），并支持外接大容量（750G以上）存储设备。

9、网络和共享服务：可通过有线或无线网络实现网络打印和共享硬盘，支持IPX协议、IPV4和IPV6协议，10、应用进程管理：可浏览目前系统正在进行的操作系统及应用系统的进程，实现进程的暂停、启动和停止。

11、安全管理：提供默认的安全策略配置，可根据用户的实际需求修改调整安全策略。

12、软件升级管理：可通过安装升级补丁或通过网络进行系统的更新和升级。

2.2、办公软件15000套。主要产品技术参数：

总体要求：

1、跨操作系统平台：产品须支持Microsoft Windows XP、Vista、Win7及Linux等主流操作系统。产品在各操作系统平台上的功能、界面和操作习惯须保持一致；并且文档须实现跨平台读取。

2、产品组件：产品组件须包含文字处理、电子表格、演示文稿等日常办公常用组件。其中：

（1）文字处理组件须提供图文编辑、排版、格式设置、文件管理、模板管理等功能，方便制作各类专业文档；

（2）电子表格组件应能制作各种专业的电子表格，并能组织、计算和分析各类数据；

（3）演示文稿组件应能编辑、制作和放映幻灯片；

（4）绘图组件应能进行矢量图形绘制、可进行简易图像处理、并能将绘图文档以多种图形文件格式导出；

（5）数据库组件应能提供常用数据库文件连接，创建、打开、查询和编辑数据库等基本功能。

3、文档格式：产品须支持国际、国家标准文档格式和常用文档格式，方便交流，包括：

（1）须支持国家文档标准——UOF中文办公软件文档格式规范；（2）须支持国际文档标准——ODF开放文档格式规范；（3）支持MS Office2003文档格式；（4）支持将文档直接输出为PDF格式；（5）支持将文档输出成网页；

（6）支持CVS文本、TXT文本、HTML、XML等格式。

4、产品性能：产品应能够持续稳定运行，应提供自动保存功能，对于意外原因（例

如：系统断电、宕机等）导致的系统退出应能支持文档自动恢复。

5、易用性：人机交互界面友好，采用中文图形交互方式；操作方式宜符合用户习惯；结构布局、图标设计和菜单设计应协调统一、完整和谐；应提供联机帮助和功能提示。

6、多语言支持：产品应支持维吾尔文、哈萨克文、柯尔克孜文等少数民族语言，并能够支持少数民族语言的特殊排版。产品应具有多语言支持机制，如果需要，能够方便地扩展至俄语、阿拉伯语等国际主要语言。

7、文档转换：为保证平台的顺利迁移，应提供从MS Office2003文档格式到标准格式的批量文档转换工具。

8、二次开发支持：应提供二次开发接口，支持Windows和Linux平台的主流应用方式。

9、可扩展性：产品应支持插件扩展，用户可根据自己的应用需求进行功能扩展。

（二）文字处理要求

1、文档编辑：应支持对字体、字号、段落、页面的编辑、排版等各项功能。

2、公文模块：须提供公文制作模块，提供符合国家机关公文标准的公文模板和公文范文；并提供公文模板制作工具，可由用户自定义模板。

3、文档数据安全保护：应提供文档的特定区域保护，例如区域防改写、区域隐藏等功能；

应提供超链接安全、java安全、宏安全等安全级别控制。

4、字符集：应支持国家GB18030标准字符集；

5、文档输出：应支持将文档输出为PDF格式，并可设置该PDF文档的打开密码、打印、复制等权限控制密码、以及文档书签和链接设置等常规属性。

6、即时预览：应提供字体设置、颜色设置、插入表格等即时预览功能，实时显示设置效果。

7、页面显示：应可通过滑动条自由调节页面显示比例，并支持“单页”、“双页”、“对称页”等显示模式；文档编辑过程中应可同时显示多个页面。

8、字数统计：文档编辑过程中应能实时统计当前文档字数。

9、表格计算：应提供字处理表格中的总计、百分比、平方根、乘幂、平均值、最大值、最小值等常用计算。

（三）电子表格要求

1、基本功能：应支持数据录入、计算；应支持各种常见公式，满足政府办公中的统计和计算各种需求。

2、函数功能：应提供常用的日期和时间、文本、数据库、统计、矩阵、数学、财务、逻辑、信息等函数。

3、图表功能：应支持生成图表功能；根据表格数据可自动生成柱形图、条形图、面积图、雷达图、股价图、线-柱图、折线图、散点图、饼图等图表，且各种类型之间可方便转换。

4、数据源：应支持数据源的导入、导出。

5、数据处理：应支持数据有效性，排序、筛选、分类汇总，模拟运算表、多列合并、文本分列、合并计算，组及分组显示，数据透视表等高级功能。

6、常用工具：应提供单变量求解、规划求解、方案、公式审核等常用工具。

7、工作簿共享：应提供工作簿共享功能，支持多用户同步编辑。

（四）简报制作要求

1、基本功能：应提供幻灯片的编辑、制作和放映功能。

2、多屏放映：应提供幻灯片多屏放映功能。

3、幻灯片插入：可支持在幻灯片中插入图片、表格、图形、图表、公式和多媒体对象。

4、幻灯片输出：应可将幻灯片输出为网页、PDF文档和flash文档（.swf格式）。

5、幻灯片展开：应可根据摘要页展开幻灯片。

（五）二次开发要求

1、应提供成熟、标准的二次开发接口，实现应用定制和与办公系统的无缝集成。

2、接口应支持Windows、Linux等主流平台；

3、应支持C/S、B/S架构；

4、应提供浏览器插件，支持基于IE、Firefox浏览器的应用开发；

5、应支持VB、VC、Java、Delphi、JavaScript、VBScript、GTK、QT的应用开发；

6、应提供ActiveX、OLE对象、JavaBean、XPCOM等多种形式的控件；

7、应提供ODBC、JDBC、ADO等多种数据库接口；

8、应支持插件扩展，为第三方业务开发提供开发平台。2.3、杀毒软件20000套。主要产品技术参数：

总体要求：杀毒软件必须是技术稳定成熟的，有较高的产品知名度，具有国内自主知识产权或在国内登记为国产软件产品，有信息安全认证证书；有国内计算机信息系统安全专用产品销售许可证，通过中国公安部评测。软件产品生产厂商已经在中国市场上销售超过六年。同时有较强的杀毒功能，三年免费升级。

技术要求：

1、支持对所有Windows/linux平台的实时监控和手动扫描防护；

2、支持用户根据实际需要来定制针对特定目标的定时扫描任务；

3、可以根据用户的实际情况，排除不需要扫描的对象；

4、具备一般病毒清除的能力；（能够直接对运行的进程和线程进行扫描，并直接在内存中对正在运行的染毒文件进行清除病毒的工作）。

5、提供针对脚本、宏病毒和基于SMTP和POP3协议的邮件的实时监控保护；

6、支持对嵌入式OLE对象的扫描；

7、支持对磁盘引导区的扫描；

8、支持对风险软件（间谍程序、非法拨号程序、键盘日志程序、密码盗窃程序、傀儡机遥控程序等）的监控和扫描。

9、拥有启发式扫描技术，具有一定的对未知病毒的识别能力。

10、产品能支持智能型扫描机制，能够以文件真正格式作扫描，通过文件头的真实信息而不是简单的通过文件扩展名来识别文件的类型，以提高扫描效率。

11、支持对压缩文件的扫描，请详细列出所支持的压缩文件类型。能够清除ZIP、ARJ、CAB以及RAR等压缩文件中的病毒。

12、支持对有密码保护的压缩文件的扫描，请详细说明支持的方式。支持对自解压文件的扫描；

13、支持对邮件数据库的扫描；

14、支持对染毒对象和可疑对象的采取不同的处理方法。

15、支持在扫描过程中和扫描完成后，提示用户进行操作（包括感染病毒对象和可疑对象）。

16、防毒程序可以自动对染毒和可疑对象采取隔离、删除和放弃操作等等动作；

17、防毒程序可以对染毒和可疑对象自动清除病毒动作，而且如果清除失败，支持删除、隔离和放弃操作等等动作；

18、支持通过代理服务器从互联网升级；

19、支持从本地文件夹升级；

20、支持通过自己架设的HTTP和FTP服务器来进行升级；

21、支持从局域网中的网络共享目录来进行升级；

22、支持设置定时自动升级；至少三天一次。

23、用户可以查看到病毒库最后升级成功的时间；

24、反病毒数据库升级后，不必要求客户端重新启动计算机或者是其他的中断客户端的操作；

25、病毒库应当及时更新。

26、在新病毒或病毒大规模爆发的时候，可以在迅速的推出解决方案。

27、支持隔离带毒文件和可疑文件的功能，而且可以根据需要还原被隔离文件；

28、可以限制隔离区的最大空间；

29、可以设定文件的最长隔离时间，超时，隔离文件将被自动删除； 30、支持备份带毒文件和可疑文件的功能，而且可以还原备份文件；

31、可以限制备份区的最大空间；

32、可以设定文件的最长备份时间，超时，备份文件将被自动删除；

标准电子机箱的参数化设计 篇3

【关键词】结构设计；顶层参数；参数化设计；表达式链接

Product Electrical System Design Automation

【Abstract】According to the different types of topological structure similar case,by different stylist design,dynamic,and old duplicated error probability and could cut a repeated the same mistake.And after cutting sometimes parts processing,appear unable to assembly needs to repair to use,the serious influence product development cycles,thus the enterprise competitive power decrease.Through 1/2ATR and 3/4ATR size of box/structural parameter technology research,built chassis parametric design system,and experience,with test satisfactory results have been obtained.Make this kind of product design,built good and trees become public resources system reusable,make a design and production efficiency is greatly increased.

【Key words】Struture design;The level parameter;Parametric design;Expression links

0.概述

计算机辅助设计（CAD）技术是现代设计的必备工具，在国内外企业中得到了越来越多的应用。然而，虽然现有的CAD技术应用已经在很大程度上改变了传统的设计理念，但大多数企业并未实现真正意义上的参数化设计。只有真正意义的参数化设计，才能使得产品设计周期大大缩短，设计成本大幅度降低。参数化设计技术作为一项先进的技术必将得到越来越多的应用。

对于具有相似拓扑结构的光机结构产品，只是为适应市场需求，尺寸和布局发生了变化，如箱体类、轴系类等等零件及装配都可以进行结构的参数化设计。针对不同的设计需求，依靠该结构的全局设计参数，快速自动完成整个结构部件设计。本文可用大型三维结构设计软件-UG5.0软件中CAD部分的Modeling、Assembly和Drafting模块进行标准密封机箱的参数化设计研究。

UG是一套功能强大的三维CAD/CAM/CAE软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程。其应用范围涉及机械、航空航天、汽车、造船、通用机械、医疗器械和电子等诸多领域。

本文对标准密封机箱的参数化设计及应用情况进行论述[1]~[12]。

1.参数化模型的建立

机箱参数化模型的建立主要包括以下内容：零件及装配模型的设计及机箱参数化模型的测试。

1.1设计工作主要内容

参数化模型的设计工作，需对建立的模型进行反复的测试与反复修改模型及表达式，主要设计内容包括以下方面。

顶层表达式的建立

首先需要确定机箱的顶层设计参数，因顶层设计参数是全局设计变量，参数化模型就是用全局设计变量来驱动模型的变化。机箱的设计输入即为全局设计变量。

图一 顶层表达式的建立

对于机箱来说，设计输入为机箱的外形尺寸，每块电路板的厚度，每块电路板上冷板厚度，电路板间距，机上安装孔间距等等，这些设计输入都是作为顶层参数来建立顶层表达式。建立的顶层参数的表达式如图一所示。

机箱参数化建模方式

机箱采用自上而下和自下而上相结合的方式进行建模。自上而下建立模型，即先建装配，再在装配中建立零件模型；自下而上建模，即零件模型建好后，再装配在一起。根据机箱的总体外形尺寸，在装配粗略建立机箱的前面板、侧板、上盖板、下盖板等零件的外形尺寸，然后再分别对零件进行详细设计。

1/2ATR和3/4ATR两种尺寸机箱装配参数化模型建立

根据GJB 441-1988电子设备机箱、安装架的安装形式和基本尺寸等标准来分别建立两种尺寸机箱。

1/2ATR机箱的外形尺寸为：宽和高分别为：194mm和124mm，长度根据实际情况来定。外形尺寸如图二所示：

图二 1/2ATR机箱外形结构尺寸

3/4ATR机箱的外形尺寸为：宽和高分别为190.5mm和194mm，长度根据实际情况来定。外形尺寸如图三所示：

图三 3/4ATR机箱结构外形尺寸

参数化零件及装配设计

机箱零件主要包括两种：加工件和标准件。加工件设计，主要就是表达式的设计，特征的表达式用顶层参数来表达。如后面板的设计，表达式如下：

backboard_W=150.5；

backboard_H=H-T3-T4；

backboard_T=2；

后面板的长、宽、厚都和顶层参数H（机箱总高）、T3（上盖厚度）、T4（底板厚度）相关联。

标准件设计，主要指螺钉等紧固件和插头、插座、指示灯、风机、滤波器等电子元器件和一些外形尺寸固定下来的零部件如搭铁线等，这些都可直接在PDM系统中选取用到装配中。

机箱零件之间表达式的链接

每个零件设计完成后，零件的特征设计用顶层参数来表示，并通过表达式的层层链接，才能实现顶层参数驱动零件的变化。表达式之间的链接如图四所示：

图四 表达式的链接

1.2参数化设计难点及解决措施

1.2.1组合加工件的加工余量及组合加工特征

箱体是整个机箱中的核心部件，箱体就是组合加工件。构成组合加工的零件在设计零件时必须留余量，而在组合加工件中零件尺寸为最终尺寸。还有工艺孔在零件中没有，而组合件中需要。就要考虑零件外形和组合装配中零件外形特征的关系。因此，组合件中就要建立新的特征。

在进行组合零件设计时，通常的方法是在装配中对零件进行提升进行布尔运算后设计新的特征，在以后应用用这种方法建立的模型时往往有无法解决的问题，即箱体无法被顶层参数所驱动，因此机箱的参数化设计就无法正常实现。

解决措施：在装配中不用传统使用的零件提升的方法，而是用装配切割的方法进行建模。首先在装配中建立任意一个特征，用装配切割的方法去切每个零件，然后进行布尔运算，并把装配中所建特征放在不可见图层中，这样组合加工件就可被顶层参数驱动，实现真正的参数化建模。

1.2.2表达式之间的链接关系

参数化设计需要经过很多反复测试和修改的过程。如果模型有问题就要能很快找出问题所在。模型的修改主要是表达式的修改，如果表达式之间的链接混乱，装配中修改顶层参数，部分零部件无法更改，很难查清楚问题所在。

解决措施：每个零部件表达式和它的父部件建立链接，不可同级链接，也不可越级链接，这样的链接关系清晰，设计中出现的问题很快就能找到。

2.测试

参数化机箱模型建成后，可能会有很多建模过程中没有发现的问题。因此，测试是参数化建模不可缺少的一个过程。测试时，需要对各个顶层参数分别进行修改，来测试模型的正确性，并进行反复修改模型，使机箱总装配最终达到通过任何顶层参数驱动都不出现问题。

2.1设计要求

以某机箱为例对参数化设计系统进行测试。该机箱的尺寸参数、设计要求如下：

机箱要求外形尺寸。

机箱长度。

电路板内安装电路板数量。

电路板上插头、插座型号。

板间距及板子排布顺序。

接口尺寸。

每塊电路板的厚度。

每块电路板上安装冷板（或冷板条）厚度。

前面板布局。

2.2测试过程

机箱的可变参数有：机箱长度、电路板间距、电路板厚度、电路板上所装冷板（或冷板条）厚度等等。通过改变这些参数，就可快速改变机箱的三维设计。

测试过程如下：

更改顶层设计参数：先改变机箱长度尺寸为需要的尺寸。

更新三维装配设计模型。

编辑机箱中电路板数量：使电路板数量为实际设计要求的数量，并使插头插座和设计要求相符。

更改每块板子的属性（如名称等等）。

使每块板子的表达式和相应零部件的表达式建立链接关系。

在顶层更改板间距表达式值，使之与设计输入一致。

更新三维装配设计模型。

更改顶层电路板的板子厚度、冷板厚度表达式值，使之与设计输入一致。

更新三维装配设计模型。

3.参数化模型的使用

参数化机箱设计系统建好以后，可以用此系统模型来进行新的机箱的设计。如设计一个新的1/2ATR机箱，就先选用建好的1/2ATR机箱模型，先克隆出一个新的机箱，根据新机箱的实际长度，电路板厚度、冷板厚度、电路板数量及间距，来修改顶层参数，由新的参数驱动生成新的机箱，这是直接可用部分。

需要新做的工作就是，每个机箱前面板上安装的电子元器件不同，前面板需重新设计新的元器件的安装位置，而且前面板上元器件要重新装配。电路板上如果使用的插座有所变动，需更换电路板和母板上的插头和插座。

经过在具体产品中的应用，证明该项研究大幅提高了设计效率，单一任务的设计时间由原来的10天左右，缩短到2天左右。

4.结论

参数化模型经过反复的测试和修改，建成了两种标准尺寸的机载电子组件参数化设计系统。

1/2ATR和3/4ATR标准钎焊机箱参数化结构设计系统通过在实际设计中的使用，说明参数化设计系统合理，表达式及其链接关系符合设计要求。对两种参数化设计系统的测试合格。系统使用正常。

通过使用机箱参数化设计系统进行实际产品设计可以发现，产品用传统方法进行设计需要10天时间，用参数化模型设计两天就可完成，设计效率提高了5倍。而且设计差错率也大大减少，从而产品设计及生产周期大大降低。该项研究的成功应用，也为其它成熟零件及部件的模块化设计奠定了基础。该项技术研究对增强产品核心竞争力，具有非常重要的意义。

【参考文献】

［１］洪如瑾编著,陈焱审校.UG CAD快速入门指导.清华大学出版社.

［２］[美]Unigraphics Solutions Inc编著,洪如瑾翻译,王刚审校.UG WAVE产品设计技术培训教程.清华大学出版社.

［３］龚勉,唐海翔,赵波,陈向军等编著,洪如瑾审校.UG CAD应用案例集（NX版）.清华大学出版社.

［４］GJB441机载电子设备机箱、安装架的安装形式和基本尺寸.

［５］Q/13S 1103-2005 标准机箱印制线路板结构外形尺寸与安装布局.

［６］章兆亮编著.UG NX5.0宝典.电子工业出版社.

［７］杨安春,高新红.UG NX5中文版软件速通与实训手册.

［８］张晓红,刘建潮.UG软件应用.武汉大学出版社.

［９］赵波,陈向军编著,洪如瑾审校.UG NX4相关参数化设计培训教程.清华大学出版社.

［１０］基于UG的CAD/CAM技术.清华大学出版社.

［１１］UG NX系统应用技巧.清华大学出版社.

基于骨架模型的参数化设计方法 篇4

1 开展原因

开展骨架模型参数化设计,基于以下的原因和考虑:①设计过程中常常需要反复更改,一处更改涉及的问题往往是多方面的,更改过程难免有疏漏,更改有时比初始设计更繁琐,更占用时间;②机床设计总体是参照设计,设计过程充分利用已有成熟的结构,以减少重复劳动,缩短设计时间;③现代设计方法如优化设计、有限元分析计算等的应用越来越普及,而三维图形尤其是参数化模型是实现这些设计方法的重要保证。

2 方法流程

本方法是模仿实际产品的开发过程,即先设计产品的原理和结构,然后再进一步设计其中的零件,属于自上而下的设计方法范畴。利用骨架模型的参数传递控制零部件的生成。所谓的骨架模型(即草图模型)相当于平面图各个投影及剖面的空间组合。不同于平面图的是,它以轮廓为主,表达主要结构,为生成实体服务。

骨架模型是根据组件内的上下关系创建的特殊零件模型,它作为一个元件放置在装配体中,用来控制装配结构和尺寸,其他零件参照骨架模型并以骨架模型作为设计规范。骨架模型也可以通过声明与布局建立关联,可实现布局控制骨架、骨架控制装配和零件的自顶向下设计的数据传递关系。

此设计流程参照通常设计流程,只是在开始的设计中,先建立主参数的骨架草图,之后各个部件/零件设计人员逐级完善,具体流程如图1 所示。

3 应用

为更好地理解此设计方法,选用压力机上横梁中间罩子作为建模零件,如图2 所示。因为中间罩子主体由结构件型材焊接完成。在不同的产品设计中,其外形尺寸及开口尺寸根据机床的结构特点而变,但总体结构基本不变,其骨架模型可通过图形驱动(或尺寸驱动) 方式在设计过程中进行参数修改,实现新产品图纸的绘制。

建模使用结构件生成器生成型材框架。摸索实现了三维结构件骨架、自建轮廓随动结构件、边角修理、模型的建立、零件工程图设计等操作。

3.1 骨架模型的建立

结构件框架通常为三维构造,最好使用三维草图构件骨架。首先依据已生产出的产品,进行草图绘制,施加约束,并进行赋值,建立两个主体二维草图,在二维草图基础上,建立三维草图(为更清晰地表现骨架线条,将尺寸和位置约束进行隐藏),如图3 所示。

3.2 自建轮廓随动结构件

如果所需要的零件为资源库中的标准型材,需要插入建立的三维草图,在结构需要的位置点击“插入结构件”按钮安装各种型材。

如果需要的零件在资源库标准型材中没有,则需要通过i Part生成零件,并衍生出自建轮廓随动结构件。建立零件,使草图方向与结构件框架要求方向一致,建立草图;投影坐标原点;建立封闭轮廓;拉伸实体;运行结构件形状编写;填写相应要求,“确认基点”选项,选择“几何图元”,选择草图中投影的坐标原点,发布零件型材。此自建结构件可以实现结构件编辑器中所有操作。

3.3 边角修理

对结构件型材末端可以采用软件命令进行处理。也可以在衍生的草图中建立相应轮廓及修改衍生草图已有轮廓,实现修剪,保证模型的柔性。

3.4 三维实体模型的建立

结构件生成器设计出来的三维实体与其他由骨架草图衍生出来的三维零件相结合,就形成了整个设计部件的三维图,如图4 所示。

3.5 零件工程图设计

将三维装配图和各个零件图分别投影到二维工程图中,进行尺寸标注、明细表格的编制等,就能形成指导生产的工程图。

至此,参数化骨架模型建立完成。经过验证,与传统设计方法图纸相比无差错。如图5 所示,在结构相同的情况下,当赋予不同的参数时,可驱动原有几何模型生成新的几何图形,而且二维视图自动更新,完成高效建模与模型修改,加速了设计的自动化。

4 结论

通过对上述部件的骨架参数化建模,实现了设计的自动化,提高了设计效率。今后需要对结构复杂部件的设计进一步研究,推动参数化设计方法在企业的推广。

摘要：根据Inventor三维设计软件的设计功能特征,结合压力机产品的机构特点,进行参数化设计。建立参数化的骨架模型,通过尺寸约束或程序约束的控制,进行工程图纸的生成,指导生产,提高设计效率。

关键词：参数化设计,骨架模型,Inventor,压力机

参考文献

[1]戴春来.参数化设计理论的研究[D].南京:南京航空航天大学,2002.

[2]胡琪,等.汽车覆盖件包边模工作部件参数化设计[J].锻压装备与制造技术,2014,49(5):80-82.

[3]苏梦香,等.基于Autodesk Inventor的三维参数化设计方法.机械设计与制造,2007,(6):168-169.

卫星轨迹跟踪控制的参数化方法 篇5

卫星轨迹跟踪控制的参数化方法

在卫星轨迹控制系统的状态空间模型的基础上,通过分析卫星的轨道动力学方程,给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述;基于线性系统的`特征结构配置和模型参考理论提出一种卫星轨迹跟踪控制的参数化方法,设计系统的反馈镇定控制器和前馈跟踪控制器.分别进行卫星悬停和绕飞两种指令下的仿真.仿真结果表明,提出的控制方案是行之有效的.

作 者：段广仁 谭峰 张世杰 顾大可 DUAN Guangren TAN Feng ZHANG Shijie GU Dake 作者单位：哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心,哈尔滨,150001刊 名：空间控制技术与应用英文刊名：AEROSPACE CONTROL AND APPLICATION年，卷(期)：34(5)分类号：V448.2关键词：卫星轨迹跟踪 参数化方法 模型参考 悬停 绕飞

参数化模型 篇6

摘 要：通过对AutoLISP语言特点的研究，探讨了基于AutoLisp的AutoCAD参数化绘图程序设计的基本步骤。以底板参数化绘图为例，详细阐述了应用DCL创建人机交流对话框，应用AutoLISP编写参数化绘图程序的具体过程。实践证明，AutoLISP语言功能强大，易学易用，是重要的AutoCAD二次开发工具。

关键词：AutoLISP；DCL；AutoCAD；参数化绘图

1 概述

AutoCAD是美国AutoDesk公司开发的一个交互式绘图软件，它不仅具有强大的绘图、编辑功能，还具有开放的体系结构，允许用户通过内置的AutoLISP语言实现二次开发。在CAD的二次开发中，参数化绘图是其中的一项，它可以让设计者自己通过修改设计参数来制作产品零件的模型图形。参数化绘图已经从传统的模式中摆脱出来，全面的简化了使用者对零件模型的修改过程，从而提高了效率。

2 AutoLISP语言特点

AutoLISP是一种内嵌式表处理语言，是CAD开放式体系结构的一种体现，同时也是LISP（List Processor）语言和CAD相结合的产物。AutoLISP语言不仅拥有普通的高级语言所具备的功能，而且还有普通的高级语言所不具备的强大的处理图形的功能。它最大的好处在于语法简单易懂，易于掌握，可直接调用几乎全部AutoCAD命令，因此被广泛应用于AutoCAD二次开发上。AutoLISP语言最典型的应用之一就是实现参数化绘图程序设计。

3 参数化绘图设计方案

3.1 绘图对象的选择

任何机器或部件都是由若干零件按一定的技术要求装配而成。零件分为标准件和非标准件两大类。标准件的结构和尺寸都由标准系列确定，通常由专业厂家生产；而非标准件的结构、形状、大小等需要根据它们在机器或部件中的作用进行设计确定，据此画出每个零件的零件图，以便加工制造。

底板是箱体类零件的一个组成部分，主要起连接、固定零件的作用，一般由中心孔、定位销孔、槽孔等组成，不同的零件，其底板的大小、形状、定位销孔的数量也不同，这些都可以通过改变程序中的设计参数来实现。在此，以非标准零件中常见的箱体类零件的矩形倒圆角底板为模型进行参数化绘图设计，设计人员可以根据实际需要，输入相应参数，直接绘制出图形文件。

3.2 参数化绘图程序的设计程序

使用者按照参数对话框的提示，输入与之相配合的参数，生成所需要的图形图像，就叫做参数化绘图。针对参数化绘图的程序所研究的步骤是：研究所要绘制的零件的结构特征，确定绘图参数；根据绘图参数，设计人机交互界面；按照图形需要，编辑绘图程序；加载相关LISP程序，绘制所需图形。

图1 底板主视图

4 参数化绘图设计思路

4.1 主要设计参数

在工程的设计过程中，所有的图形文件都可以分解为点、直线、圆弧、圆这四个基本的图形。在二维的图形中，几何信息是代表图形元素的关键点。比如点的坐标就是如此，它可以用不同的参数来代表，从而把这些参数的关系和信息编绘成程序，进而可以设计出无论是形状还是结构都极为相似的模型产品，只要改变数据库中的参数，便可以生成不同大小尺寸的图形。通过分析图1所示的矩形倒圆角底板主视图，根据图形特点，确定将构成图形的一组特定尺寸结构定义为参数化绘图程序的绘图参数，用变量表示分别为：底板长度l 、底板宽度w、倒角半径r、中心圆直径d1、圆孔直径d2、圆孔长度方向间距ls 、圆孔宽度方向间距ws。图形中关键点也作为绘图参数，分别用变量P0～P12表示。

4.2 人机交互界面

根据矩形倒圆角底板的绘图参数，用DCL语言创建人机交互的对话框，如图2所示。

（action_tile "cancel" "（done_dialog 0）"）

（setq what_next（start_dialog））

（if（= what_next 1）（draw）））

（unload_dialog index_value）（princ））

（defun getdata（）；；；参数获取子程序

（setq l （atof （get_tile "key_l"）））

……

（setq ws （atof （get_tile "key_ws"））））

（defun draw（）；；；圖形绘制子程序

（command "limits" "" （list （* l 2） （* w 2）））

（command "zoom" "a"）

（setq p0 （list 0 0））

（setq p1 （list l w））

（setq p2 （list （/ l 2） （/ w 2）））

（setq p3 （list （/ （- l ls） 2） （/ （- w ws） 2）））

（command "rectang" "f" r p0 p1）

（command "circle" p2 （/ d1 2））

……

（command "redraw"））

4.4 参数化绘图程序运行结果分析

在程序运行时，用户按对话框提示输入尺寸参数，程序自动进行坐标点的计算并绘制图形，如图3是两组不同的参数输入所绘制的图形。由结果比较图可见，利用参数化绘图可实现基本结构相似的系列化零部件绘图设计。

底板的参数化绘图设计只是利用AutoLISP语言的一个实例，用AutoLISP编写的程序可根据参数的不同，将原本需要逐点逐线的绘制，变成输入参数，由程序自动计算、运行，得到不同大小和形状的图形。由此推及其他，可见典型零件的参数化绘图设计在产品设计中发挥了越来越重要的作用。

图3 两组不同参数绘制图形结果比较

5 结论

参数化绘图技术摆脱了交互式绘图的弊端，在通用和标准化，以及系列化的机械产品设计等占据了很大的有利性，它不仅适用范围广泛，而且原理非常简单，而且可靠性好，采用参数化绘图可极大地节省工程师设计时间，提高工作效率和设计的准确性。

参考文献：

[1]清汉计算机工作室.AutoCAD2000中文版综合应用实例[M].北京：机械工业出版社，2000.

参数化模型 篇7

建筑业一直是国家经济发展的支柱产业,长期用来进行劳动密集型和粗放型经营的行业,建筑行业在利用信息技术方面发展地比较缓慢,需要更多提高。信息智能化技术通过所携带的设计流程,在整个流程中,不断被应用于汽车,航空,电子行业和消费制品,通过传统图纸设计转向信息模型设计流程,对于每一个数据,估算和产品供应链都不断吸收了制造业经验,使得建筑智能化不断加深。

2 建筑信息智能化模型

建筑信息智能化模型是一种全面、先进的方法,它能够将从建筑设计到建筑管理的整个阶段都纳入管理范围,同时还包括常见的3D模型,这些有会纳入详细的数据信息,给设计师提供准确有价值的参考内容。理想的建筑信息模型都包含GIS模型。从市政建设,勘察部门提供的数字化模型中不断获取地理环境现状,从建筑师的造型和空间设计中可以获取集合图形,从结构设计师计算获取电气和管道布置信息,以上都包含这建筑3D模型,任何实际建筑工程都在建筑信息模型中得到相应的描述。

从理论上讲,建筑信息模型表现的是实际的建筑构件,不仅包含了建筑的建筑的几何数据,还包括建筑工程的大量详细信息,包括建筑开发商、施工单位,建筑材料,设计信息等。可以看出,建筑信息模型与普通的平面模型有很大的区别,建筑信息模型更加全面,更加便利,是未来建筑的发展趋向。

所以说建筑信息模型包含的信息应该满足整个建筑生命周期,模型必须要非常精确,相当多的建筑元素,才能适应所有阶段建筑需要,通常建筑信息模型系统可以分类两种,一种就是超级复杂的综合模型,就是从计算机角度分析,共享一个数据库,同时还包含结构分析,预算模块和能量分析等很多模块。这套系统包含的信息具有全面、多样的特点,帮助设计师、工程师等工作人员提供全面的资料,因此,这个高集成系统需要大量的资源信息进行维护,同时,这个系统数据也同样会存在很多风险。另外一种就是分类模型管理,使用联合数据库进行合理分析,从设计到施工各个阶段都要有专业人士通过精确模型,然后把信息通过格式进行相互交换。再就是要进行档案格式管理,原则上就是将建筑的3D模型看成一个真实世界。

3 参数化模型技术

建筑信息模型是一种方法,并非是一种技术,所以在应用过程中需要一种技术来与其配合实施,这种技术即是CAD。这种技术可以进行自动绘图,因此很大程度上节省了人力和物力。另一个就是利用图层分类方法,对于建筑设计附加一些额外信息,通过使用软件开发,同时使用软件最终使得信息趋于合理化和完整化。

同时还要进一步发展CAD系统,除了储存2D建筑提醒,还要储存建筑逻辑结构数据图,为用户提取有效数据进行综合分析,使得图纸设计更加自动化,本质目的都是为了能够依靠图形达到文件储存管理合理化。另一个就是对于建筑信息创建管理工作要进行严格研究,对于部分图形要进行人工维持,在设计变更时,对当前工作要进行立面图,剖面图的自动调整,特别是在很多大型项目中,设计变更更需要付出相当大劳动力,所以要提高图纸绘制方式。

参数化建筑模型解决方法用一个关系数据库和一个行为模型动态捕捉所有信息,比如可以应用3D视图,2D图纸和表格等方式,表达建筑图纸的一个基本数据库。从基于CAD技术的环境转移到面向对象工作环境可以认为是功能的延伸和增强,如果转移到参数化建筑模型工作就需要将所有工作信息给予建筑信息模型,沿用传统辅助回吐模型来使用这种新技术是完全行不通的,这中工作模式可以使用新的建筑设计方法来提高效率。

结束语

参数化智能技术的建筑信息模型对于设计师来说无疑是一个非常实用的工具,它可以帮助设计师维持原有的设计理念,并且,这种技术相比原来的计算机辅助设计方法有很大的优势,必将在未来成为信息化建筑行业新的使用平台。研究建筑信息模型的周期管理,可以解决建筑物全生命周期的问题,使得信息传递渠道,积累方式得懂啊多方面根本性变化,构建相关模型对设计施工和运用维护阶段都有巨大作用,可以应用建筑信息模型有效对各种问题进行分析,对施工中各个阶段问题都可以找个合理解决方法,值得有关部门和科研人员深入研究。

摘要：建筑信息化是未来建筑行业发展的趋势,对加快及规范建筑行业发展,提高建筑行业的整体实力有重要的作用。建筑信息化模型是运用计算机辅助技术,对建筑行业的全部阶段都纳入信息化管理范围,本文对我国建筑行业信息化发展的主要趋势进行了阐述,并对建筑信息智能化模型进行介绍,并对参数化模型技术进行了探讨。

关键词：建筑信息,智能化模型

参考文献

参数化模型 篇8

Solid Edge是Siemens PLM Software公司面向中端市场推出的Velocity Series解决方案中的三维CAD软件,Velocity Series解决方案包括Solid Edge、Femap、CAM Express和Teamcenter共4个产品,涵盖了产品开发过程中的产品设计、仿真分析、数控加工和产品数据管理。

机械设计处理的对象都是三维实体,采用三维CAD软件进行机械产品设计不仅使设计过程直观、方便,同时也为机械产品后续作业,如工程分析、工艺设计、物性计算、运动仿真、数控编程等各领域的应用提供了方便,对实现CAD/CAM技术的集成、保证产品数据的一致性和完整性提供了技术支持。近年来三维CAD技术已经在国内企业有了比较广泛的应用,三维CAD软件大有取代AutoCAD等二维CAD软件之势。

某环保企业为提高企业的设计技术水平,采用三维CAD软件替代目前使用的CAXA二维CAD软件,在CAD软件选型招标中,通过对UG NX、Pro/E、SolidWorks和Solid Edge四种软件在软件价格、参数化设计、标准件库、可开发性和支持中文等方面的反复比较,最终选定了Solid Edge软件。

灰斗是该环保企业产品中的一个重要部件,图1所示为某型号产品的灰斗组,灰斗组是由多个灰斗构成的矩阵,根据设备要求不同,灰斗的高度、宽度、倾斜角度、灰斗组的数量和各灰斗板上筋板的数量等会发生变化。图2所示为单个两层灰斗,下面以图2所示灰斗为例,说明灰斗参数化三维模型设计的方法。

1-第2层灰斗2-第1层灰斗3-灰斗法兰

1 灰斗参数化三维模型的设计要求

灰斗设计参数包括下口的长度和宽度、上口的长度和宽度、高度、面板上横筋的间距、面板上竖筋的间距等。为方便运输要求每块面板的高度不能超过2.9m,为此高度比较大的灰斗必须分层,灰斗分层高度的确定需要设计员根据工程实际情况确定,一般不会超过4层。图2所示的灰斗的高度为3728.65mm,为保证运输和提高材料利用率,将灰斗分成2层,底层高度为1997.65 mm,第2层高度为1731.00 mm,这样该灰斗一共由8块灰斗板围成。

当灰斗的上下口尺寸和每层高度确定后,每块灰斗板的外形尺寸就可以确定下来,面板上横筋和竖筋的数量需要根据其间距要求来确定。

根据以上分析,为提高灰斗参数化三维模型的适应性,不同层数的灰斗模型应该分别建立,每种灰斗模型层高的确定需要有较高的人机交互性。当灰斗模型的参数变化后,灰斗参数化三维模型能够发生相应的改变,相应的灰斗和灰斗板的工程图纸也自动发生相应的改变,从而提供产品设计效率。

2 灰斗参数化三维模型的设计方法

Solid Edge提供了较多参数化三维模型的设计和开发方法,在工程实际中用的较多的有变量表编辑、Excel电子表格复制链接、VBA编程、和VB、VC二次开发编程等。每种方法各有特点,在灰斗参数化三维模型的设计中使用了多种方法。

2.1 变量表编辑

Solid Edge模型的所有变量都可以通过变量表进行访问和编辑,变量表中变量可以是建模过程中自动生成的,包括尺寸变量、特征变量和用户变量,也可以在变量表中通过键入变量名和变量值的方法建立变量,变量表中的变量可以建立函数关系,利用同级变量还可以通过变量表建立零件或部件之间的链接关系。变量表编辑是Solid Edge建立参数化模型应用最简便的方法,图6所示灰斗板3中有横筋和竖筋,当灰斗板3的宽度尺寸和高度尺寸变化时,横筋和竖筋的数量会发生变化,建立模型时,可以采用固定方式的矩形阵列,x,y方向的间距和数量作为变量,可以通过灰斗板3的变量表进行修改。为保证矩形阵列后筋板对称排布,需要从中间向两侧进行阵列,阵列的数量与排列距离尺寸之间可以按fix(距离/x或y向间距)建立函数关系。图3所示为图2灰斗的变量表,变量表中列出了灰斗的各个参数;图4为该灰斗的第2层部件变量表,从图中可以看出第2层部件中一些变量的值是通过粘贴链接与灰斗的变量表相链接;图5所示为第2层灰斗中的灰斗板3部件的变量表,从表中可以看出灰斗板3部件的一些变量值是从第2层部件变量表链接来的。通过建立零部件变量表之间的链接关系,可以构建起灰斗的参数化模型。

1-槽钢1 2-竖筋3-横筋4-钢板5-槽钢2

2.2 VBA编程

利用变量表可以很容易地建立起零部件变量之间的函数关系,但是对于一些比较复杂的关系,要直接建立变量之间的关系可能会比较困难,这时可以利用VBA(Visual Basic for Application)编写函数,通过在变量表中调用VBA程序,实现比较复杂的运算。VBA与Visual Basic的语法结构是相同的,VBA程序依附于Solid Edge主应用程序。

图7所示草图为图6灰斗板3中槽钢1的拉伸截面草图,槽钢型号确定了槽钢拉伸截面草图的尺寸,针对灰斗板中常用的10、12和14号槽钢,本文用VBA编写了CaoGang函数,该函数通过槽钢1零件模型的变量表加载后,其变量表如图8所示,当槽钢型号变量修改后,槽钢的截面尺寸会自动发生相应的变化。

CaoGang函数的VBA代码如下:

2.3 Visual Basic.NET编程

Solid Edge是基于Windows系统开发的软件,提供了完整的基于COM(Component Object Model组件对象模型)的应用程序接口API,任何支持COM的编程语言都可以作为Solid Edge的开发工具,比较常用的开发工具有:Visual Basic、Visual C++、Visual Basic.NET和Visual C#等。Solid Edge提供的核心COM类库是操作Solid Edge的API,Solid Edge的核心API见表1;Solid Edge的功能API能够在不打开Solid Edge的情况下直接读取或修改Solid Edge模型的信息,Solid Edge的功能API如表2所。

Visual Basic语言简单易学、功能强大,是Solid Edge二次开发使用比较多的程序设计语言。Visual Basic 6.0以COM为基础进行编译和运行;Visual Basic.NET是Visual Basic 6.0的后续产品,是Visual Studio.NET的一种开发语言,可以开发.NET Framework为平台的应用软件,Solid Edge提供的类型库可以通过.NET的封装器访问,该类型库允许应用程序控制Solid Edge。

本文建立灰斗三维模型时,以Solid Edge ST2为平台,用Visual Basic.NET 2008进行了二次开发。使用二次开发的方法构建三维模型时,可以采用两种方法:1.编写程序连接并控制Solid Edge软件直接生成需要的三维模型;2.用Solid Edge预先建立好典型三维参数化模型,编写应用程序连接并修改Solid Edge中模型的变量,模型更新后生成需要的三维模型。由于灰斗模型比较复杂,且后续工作中需要利用灰斗模型来生成相应零部件的工程图纸,为了简化二次开发、并提高模型的利用效率,本文采用了第2种方法。首先用Solid Edge建立典型灰斗三维参数化模型,在该模型中设置好变量之间的函数关系,然后编写应用程序,采用交互方式计算灰斗分层高度,确定每层灰斗板的尺寸数据,通过应用程序在Solid Edge中自动修改已建立的典型灰斗三维参数化模型的变量,生成所需要的灰斗模型,由于零部件的工程图与灰斗典型模型相链接,零部件的工程图也会发生相应的更改。图9所示为灰斗设计参数计算的应用程序界面,本程序可以计算4段以内的灰斗数据;图10为应用程序按照设定的设计参数计算出的每层灰斗及灰斗板的数据显示界面,如果数据不合适可以返回图9所示界面,修改后重新计算;图11为读取典型灰斗模型变量、并对变量进行修改的程序界面。

3 结论

本文使用Solid Edge ST2设计了灰斗参数化三维模型,针对该模型使用变量表编辑、VBA编程和VB.NET编程等方法进行了二次开发,提高了设计效率,在设计工作中取得了比较好的应用效果。

摘要：针对灰斗产品的特点,在Solid Edge平台上,采用VBA、VB.NET等开发工具进行二次开发,设计了灰斗参数化三维模型,提高了产品设计效率。对Solid Edge的二次开发方法进行了分析说明,对其它机械产品的三维设计有一定借鉴意义。

关键词：灰斗,建模,参数化,SolidEdge

参考文献

[1]李银海,章跃洪.基于S01idEdge工程手册的机械零件快速设计[J].制造业自动化,2009,(3):120-122.

[2]谢备达,郭云卿.基于SolidEdge的螺旋钢管焊接系统设计方法[J].焊接2009,(7):65-67.

[3]施也冲.NET组件与COM组件的互操作[J].现代计算机2001,(5):31-33.

[4]张剑澄,贾仲文.SolidEdge同步建模技术快速入门[M].北京:清华大学出版社,2009.

参数化模型 篇9

关键词：参数化实体模型,高速机车牵引齿轮,有限元分析,过盈配合联接

渐开线齿轮作为一种重要的机械零件, 广泛应用于机床、车辆、船舶及航空器等传动装置中;同时在机车车辆传动领域也有着重要地位, 作为整个传动装置的核心, 机车牵引齿轮是使机车通过牵引电机电枢轴传递动力而使车轮转动的重要部件, 为使高速铁路机车牵引齿轮满足越来越高的车辆运行时速要求, 尤其是随着我国铁路运行速度的不断提高和高速铁路的迅速发展, 要求牵引齿轮所传递的功率越来越大, 转速越来越高, 同时又要具有尽可能高的运行寿命和承载能力, 要满足以上要求就需对齿轮的各项强度指标进行准确的分析计算。

在运行过程中某型机车牵引齿轮在工作和装配过程中多次出现小齿轮轮齿和轮毂断裂失效现象, 初步分析原因可能因齿轮在装配过程中由于齿轮和电机轴采用过盈配合的联接形式, 在齿根部产生初始残余拉应力, 导致失效的产生, 为分析齿轮在整个装配和工作过程中的应力分布情况, 采用Pro/E软件建立齿轮的装配模型并在ANASYS有限元分析软件中对齿轮装配和承载过程中的应力分布情况进行计算。

1、牵引齿轮的参数化模型的建立

1.1 渐开线曲线和螺旋线的生成

对于机车牵引齿轮所采用的变位斜齿圆柱齿轮的基本参数包括:齿数Z、法面模数mn、法面齿顶高系数ha n*、法面顶隙系数cn*、法面压力角αn、分度圆螺旋角β、法面变位系数xn、齿宽b及齿顶高削弱高度Yt等几个基本参数, 本文中通过在Pro/Engineer软件系统中定义相应的交互式参数, 实现对应零件实体模型的参数化建模。

对于齿轮的渐开线螺旋曲面, 本文由齿轮的端面渐开线齿形曲线沿齿向螺旋线方向拉伸空间螺旋面的方式生成;首先以齿轮的法面基本参数为基础, 生成齿轮的端面渐开线齿廓曲线;在软件环境下应用渐开线曲线的极坐标参数方程建立参考曲线, 并在柱面坐标系统下绘制渐开线斜齿轮端面渐开线曲线。

对于具有变位要求的斜齿轮其在分度圆上的齿槽宽et和齿厚st变位后对应弧长会产生变化, 考虑变位系数xn对尺寸的影响, 变位后的齿槽宽

, 由齿槽宽et推得齿轮齿槽分度圆上两对应点间的圆心角为, 使用镜面复制命令以角作为齿槽两反向渐开线对称中心平面生成完整的渐开线齿槽齿廓形状。

根据软件系统的建模特点, 共生成了三条分度圆柱面上的螺旋线作为轨迹曲线, 其中一条作为主轨迹曲线, 另外两条作为辅助轨迹曲线, 它们的轨迹方程完全相同, 只是曲线的起始参照点选在不同的位置, 在柱面坐标系下由螺旋线的极坐标参数方程绘制出空间螺旋线。

1.2、斜齿圆柱齿轮实体模型的建立

通过模拟斜齿圆柱齿轮的加工过程, 建立其三维实体模型, 用由法面参数通过软件计算所得到的齿顶圆直径da和齿宽b等尺寸建立齿轮的轮胚模型, 然后以所建立的端面渐开线齿槽形状为基本截面, 生成的螺旋线作为轨迹曲线, 采用等截面扫描命令, 在所建立的轮胚模型上切制出斜齿圆柱齿轮的齿槽;然后采用圆周阵列命令, 以齿轮轮胚轴线为中心, 生成Z组渐开线齿槽, 最后建立起齿轮实体模型;同时为分析齿轮和电机轴在装配和承载过程中的应力分布情况, 依据厂家提供的电机轴的生产图纸部分的构造轴段模型, 所形成的装配结构如图1所示:

2、齿轮压装过程中的有限元分析

2.1 有限元模型的建立

齿轮和电机轴采用过盈配合联接进行动力和运动的传递, 电机轴和齿轮轮毂分别加工成具有一定锥度的锥形轴段和轴孔, 然后采用液压压装方式将齿轮沿电机轴轴向压入一定深度形成过盈配合联接, 本文中模拟此压装过程在软件系统中进行两零件的接触问题非线性有限元求解, 并结合牵引齿轮传动过程中具体的受载情况进行加载前后的有限元对比分析。

首先将生成的Pro/E装配关系模型导入ANASYS软件系统中, 并设置相应的材料特性参数;选择八节点六面体单元类型作为模型实体单元, 对电机轴和小齿轮进行网格划分, 对电机轴共生成1737个节点、8234个单元, 对于主动小齿轮共生成49273个节点、220286个单元, 形成的齿轮和电机轴在压装前后的有限元模型如图2所示

2.2 边界条件和加载过程

齿轮在压装过程中, 模拟小齿轮沿轴向移动到达压装位置, 产生一定的过盈量, 具体边界条件为:选择上图电机轴的右端面进行全自由度约束, 并选择小齿轮左端面内的所以节点控制其在齿轮有限元分析计算过程中经10步逐渐沿轴向压入;选择电机轴颈外表面和齿轮轮毂轴孔内表面为配对表面, 采用表面对表面接触形式定义接触单元关系, 并对两表面进行接触单元的网格划分, 以定义两零件在过盈接触过程中的边界条件。

为对比齿轮在压装过程中和压装到位后的应力分布变化情况, 本文还进行了齿轮只产生相应过盈量而不进行压装操作情况下的应力分布的计算分析, 即在模型的装配过程中直接确定齿轮和电机轴的相对位置, 使之产生一定的过盈量后直接导入ANSYS软件中进行求解计算, 两次分析计算后的应力分布云图的对比情况如图3所示:

分析以上两次应力计算云图, 在压装过程中 (a) 和压装后 (b) 齿轮齿根部均有应力集中发生, 两次计算的第一主应力的最大值, 同时在齿轮轮毂孔内侧靠近锥孔大端面附近出现应力集中点, 并且应力分布情况, 相对于轴线两侧成镜像布置, 分析原因:从节点变形情况看, 轴孔变形后呈椭圆形, 椭圆形的短轴主要受拉伸, 应变较大, 长轴变形量较小, 所以对于短轴所在位置拉应力有最大值为, 并呈对称分布。

3、齿轮承载过程中的应力计算

为计算主动牵引齿轮在受载时的具体应力分布情况, 对齿轮压装到位后并受工作载荷的工作状态进行分析计算, 并在可行范围内改变齿轮的设计参数, 并进行对比分析。

3.1 载荷情况

将产生过盈配合的齿轮及电机轴模型加载入ANSYS系统中, 并进行参数设置、网格划分及边界和接触条件的设置。

经理论计算此对牵引齿轮在传动过程中的总重合度, 分析在齿轮受载过程中同时有两对以上的齿同时参与啮合, 并且齿轮在节点附近受载时受力轮齿齿对数较少, 理论上齿根应力较大, 所以模型中轮齿受的载荷施加在齿轮节圆附近的有限元模型节点上, 并控制在 (Z为齿轮齿数) 的圆心角范围内, 以此来考虑在齿轮节圆附近啮合时实际的受力齿对数对齿根弯曲应力的影响, 通过对轮齿节点施加载荷后, 对齿轮在接触过盈配合和载荷的共同作用下的应力分布情况进行计算, 通过计算得到的齿轮受载后的应力分布云图如图4所示:

齿轮轮齿进行加载计算后的应力分布情况:齿轮的最大应力出现在齿轮主要受力齿的齿根圆角处拉应力的最大值:

应力幅, 对于齿轮轮毂轴孔内侧应力分布:

拉应力最大值, 同样呈现由大端向小段逐渐减小的趋势, 并且在轴线两侧对称分布, 此分布规律与压装过程中应力相同, 只是应力值略有增加。

3.2 方案对比分析

经计算齿轮在此载荷条件下的应力值已接近材料在静强度下的屈服极限应力, 可能在冲击载荷的作用下产生塑性变形甚至弯曲断裂失效, 为提高齿轮的装配强度和工作可靠性, 采取两种方式降低其计算应力, 其分别是在保证齿轮装配中顶隙量不变的情况下适当减小小齿轮顶隙系数c*或增大小齿轮的变位系数xn 1, 使两种条件下的齿轮齿根圆直径分别增加4mm左右, 并形成与上文相同的配合过盈量和载荷条件, 带入模型进行有限元分析计算, 获得的应力对比分析情况见图5、6。

图5中 (a) 图是采用减小顶隙系数c*获得的应力云图, (b) 图为采用增大变位系数xn 1计算所得的应力情况, 从图中情况分析 (a) 图的计算应力的最大值为, (b) 图的应力最大值为, 两者都使齿根部的应力值减小, 但通过增大变位系数的方式应力的改善更为明显, 应力值约降低10%左右。

受载后的应力计算情况见图6所示。

加载后采用增大变位系数方式的 (b) 图的应力明显增加, 接近原分析计算结果, 应力的最大值达到662.5MPa, 应力幅;而采用降低齿轮顶隙系数C*方式的 (a) 图的计算结果, 应力最大值为581MPa。

应力幅, 对应于原计算结果此改进方案对应的最大应力和应力幅均显著降低, 对于机车牵引齿轮这种以弯曲疲劳破坏为主要失效形式的齿轮, 降低齿根受载过程中的应力幅对齿轮弯曲疲劳强度的提高具有更积极的意义, 因此考虑具体应力情况, 采用改变齿轮的顶隙系数的方法是提高齿轮弯曲承载能力和工作可靠性的最佳选择。

4、结论

本文通过分析斜齿圆柱齿轮和机车牵引齿轮的齿形特点和建模方法, 成功建立了可应用于变位斜齿圆柱齿轮的参数化模型和牵引齿轮的实体模型, 并应用有限元分析软件ANSYS对齿轮在压装和加载过程中的应力进行了分析计算, 根据计算结果分析, 得到了以下结论:

1) 、齿轮在进行压装装配过程中, 即出现应力过大及可能接近齿轮材料的屈服极限应力而产生塑性变形的危险, 同时在现场的安装装配过程也印证了上述计算结果, 因此有必要对齿轮的具体参数进行适当调整和对压装过程进行严格的装配控制, 以避免零件非正常失效的发生;

2) 、对进行参数修改后重新生成的齿轮模型进行了相应的压装和加载分析计算, 应力最大值由664.57MPa降低到581MPa, 应力幅值由56.3MPa降低到29.5MPa, 得到了较好的改进效果;

3) 、同时所生成的参数化模型为齿轮系统的参数优化和进一步对系统进行动力学分析计算提供了实用的模型和工作基础。

参考文献

[1]张训福, 黄康, 陈奇.渐开线齿轮齿根过渡曲线方程的建立及三维精确建模.组合机床与自动化加工技术, 2008, (02) .

[2]施高萍, 项春, 王莺.圆柱齿轮参数化建模及ANSYS的模型转换分析.煤矿机械, 2007, (03) .

参数化模型 篇10

1 参数化模型

为求出参数化模型中距离约束参数的有效取值范围, 本文采用化简模型的方法, 将在二维环境中过于约束的模型或者欠缺约束的模型进行化简, 化简为约束完整的的简单多边形的参数化模型, 再用代数计算方法求解。参数有效范围是指无论在参数化模型有效的参数值的范围内取什么值, 重建的参数化模型几何实体的拓扑形状都不会发生改变。将n个顶点, n条边的简单多边形的平面上n个点分别设为P0, …, Pn-1, 并以Pi为顶点。完整约束下的2n-3个距离约束和2n-3个角度约束包括已知|PiPi+1|的距离约束和已知线段PiPi+1和线段PwPw+1之间的角度 (下标模n) 。因为简单多边形是由点和直线组成的, 那么几何实体的基本几何元素就是点和线, 设为gi;直线的距离约束和直线间的角度约束在简单多边形中最为常见, 也就是所谓的几何实体中的几何约束关系, 并将其设为ci。最后, 用{ (g1, g2, …, gn) , (c1, c2, …, cn) }来代表一个具有完整约束的几何实体的参数化模型。所谓拓扑形状不变表示的是几何形体在重新构建之后点与线、线与线的的拓扑位置关系依旧保持不变。

2 简化参数化模型的算法

本为以无向图表示为基础提出的计算方法, 并将其储存为邻接表。对简单的多边形中距离约束参数有效取值范围进行求解, 其具体的步骤可分为两步。一是根据约束情况和需要求解的参数情况, 将简单多边形进行简化;二是针对简化后参数化模型, 求解参数的有效范围。化简参数化模型需要首先根据原模型的距离约束和角度约束条件, 以及需要求解的距离约束参数进行, 还需要利用三种几何变换对除对参数所约束直线段以外的其他几何元素进行求解以化简模型。

图1 (a) 中是由4个距离约束以及3个角度约束所确定的一个简单的多边形。现假设的是对线段L4的距离约束参数d4的有效取值范围进行求解, 那么第一步是要用新线段P2P4来代替线段P3P2、线段P3P4和点P3, 这就是在进行所谓的刚体变换, 接下来第二步通过计算可知新线段P2P4的长度是8.6888, 刚体中的角度a4=35 o, 这样就可以得到如图1 (b) 所示的刚体。第三步变换角度a2, 那么a2=a2-a4=880-350, 得到刚体变换后的几何图形, 如图1 (c) 。第三步继续进行刚体变换, 需要一直进行到无法继续刚体变换为止。下面将详细阐述具体的步骤。

简单多边形的参数化模型简化算法的具体步骤:

步骤1:通过角度变换的方法得到直线的等价类AL1, AL2?以及ALs, 对同一ALi中的两条直线的间角度进行计算。邻接表指针p的初始值设置为指向第一个头节点。

步骤2:此时邻接表指针p所指结点且如果V是空的, 则表示已经搜索完全部的节点, 程序结束。如果v不是空的, 而是直线并且v≠Li, 或者V上只存在Pvs和Pve两个端点, 已知线段V的长度, 程序进入步骤3, 否则邻接表指针P指向下一个头结点时, 程序返回步骤2。

步骤3:临时指针P从v开始以下一个头结点为指向。

步骤4:临时指针q以结点s为指向, 假如s不是空的, 并且满足以下三个条件, 程序进入步骤5, 否则临时指针q指向下一个头结点, 程序返回步骤4。三个条件具体如下:1.S是一条长度已知的直线。2.直线s上只有两个端点, 且s≠Li。3.在同一等价类中有直线v和s时, 临时指针q指向结点s。

步骤5:当具有同一个端点Pvs (或Pve) 且v≠s时, 进行刚体变换。将一条已知长度的引入直线添加到邻接表的结尾处, 再把引入直线添加到直线v的等价类中, 并删除线v, s以及点Pvs (或Pve) , 此时如果邻接表指针p指向了下一个头结点, 那么程序就返回到步骤2。最后将此时刚体中的直线v, s和点Pvs (或Pve) 的参数约束以及引入直线的距离约束参数。

步骤6:当v≠s且没有共同端点, 则直线段上的端点为对应点平移后指针p与指针q间 (包括指针q指向的直线段s) 的直线段结点。将新引入的Lw添加到邻接表的结尾处, 并且在平移之前将直线段Lw以及相应的点一并替换掉。如果邻接表指针指向了下一个头结点, 那么程序依然返回到步骤2。

3 结论

在重建几何实体过程中, 一旦参数赋值不合理就会导致几何实体重建失败, 为此本文提出了参数化模型中参数有效范围的计算方法。此算法可以有效避免重建几何实体失败, 但求解过程复杂。为降低求解的难度, 可以对参数化模型进行刚体变换以便简化该计算法的求解规模。本文提出的此种计算方法提高了参数化CAD软件的设计效率和人机交互的智能化水平。

摘要：确定一类二维参数化CAD模型中参数的有效范围, 就可减少在参数化CAD系统中重建几何实体失败的情况, 本文为此提出了相应的代数算法。所有简单多边形中距离约束参数的有效值取值范围均可以通过此算法求出, 但是求解效率不高。通过多次计算验证得出结论即在任一赋值只要在有效取值范围内的, 都能够使几何实体在重建之后保持拓扑形状不会改变, 这个结论对于提高参数化CAD软件的设计效率和人机交互的智能化水平具有积极的意义, 本文还对该算法的复杂度为O (n2) 进行了分析。

关键词：参数化,参数有限范围,几何变换

参考文献

[1]石峰, 高兴华, 方志刚.参数化模型在舰艇作战效能仿真评估中的应用[A].第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C], 2011.

[2]高小山, 黄磊东, 蒋鲲.求解几何约束问题的几何变换法[J].中国科学E辑:技术科学, 2001 (2) .

参数化模型 篇11

工艺装备（工装）是机械工业的重要组成部分，是机械产品性能、精度、质量、寿命、生产效率以及控制生产成本的基础保证。结构越是紧凑、精度越高的机械装置，其制造过程对工装的依赖程度便越高。以沈阳机床（集团）有限责任公司（以下简称“沈阳机床”）研制的机械式双轴转台pct40为例，该产品有35种零件，装配工装就有21种之多，其中一些工装结构相同或类似，但零件尺寸不同。按照我们以往的设计流程，在三维建模和绘制工程图时，设计员需要进行较多的重复工作，影响了设计效率。结构相同或类似零件的三维模型和工程图等技术文件也影响到技术文件的管理。本文以偏心法兰调整工具为例介绍了利用Pro/ENGINEER的“族表”工具和“重复区域”功能，对一类结构相同的工装进行参数化设计，有效地减少了设计员的重复工作和技术文件数量。

二、关于参数化设计

参数化设计是指零件或部件的形状比较定型，用一组参数约束该几何图形的一组结构尺寸序列，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动达到新的目标几何图形，其设计结果是包含设计信息的模型。参数化为产品模型的可变性、可重用性及并行设计等提供了手段，使用户可以利用以前的模型方便地重建模型，并可以在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型，生成系列产品，大大提高了生产效率。参数化概念的引入代表了设计思想上的一次变革，即从避免改动设计到鼓励使用参数化修改设计。

Pro/ENGINEER提供了多种二次开发工具，如族表工具、用户定义特征（UDF）、Pro/Program、J-link以及Pro/TOOLKIT等。通过族表可以方便地管理具有相同或相近结构的零件，特别适用于标准零件的管理。族表工具是通过建立一个通用零件作为父零件，然后在其基础上对各参数加以控制生成派生零件。整个族表是通过电子表格来实现的，因此可以称其为表格驱动。

三、偏心法兰调整工具设计

偏心法兰内外圈的中心线是不重合的，如图1所示，法兰内外圆中心线距离为S。当法兰以外圆中心线为轴转动时，内圆中心线就以外圆中心线为轴，以S为半径转动，从而实现法兰内圈在垂直方向上的位置移动，移动的最大距离为2S。弧面分度凸轮机构就应用偏心法兰来调整凸轮轴与分度盘中心距，避免出现二者配合过紧或过松的现象。装配时，偏心法兰的外圆与箱体上的孔配合，保证了其轴线没有径向移动，凸轮轴通过轴承与偏心法兰内圈结合，根据实际情况转动偏心法兰，使其内圆中心线在垂直方向上产生位移，达到通过改变机构的中心距使弧面凸轮与分度盘获得优良配合的目的。根据装配需要，设计出偏心法兰的调整工具，调整工具的二维示意图如图2所示。

在调整工具一端任选两个相对的孔打入圆柱销，装配调整时，将圆柱销插入偏心法兰端面上的孔Фd0中；调整工具的另一端也是利用端面上的孔与类似卡钳的工装连接，该工装的设计与本文内容无关，故不在此做介绍。

四、调整工具参数化设计

以沈阳机床研制的机械式双轴转台pct40为例，该产品有2种尺寸不同的偏心法兰需要使用调整工具，另外分别安装与之配合的2种锁紧法兰也需要同样结构但不同尺寸的调整工具，因此这里需要设计4件调整工具。这种现象在工装设计中是常见的情况，若是按照传统设计流程，设计员必须分别进行多次重复的三维建模和绘制工程图的工作才能完成设计任务。但是利用Pro/ENGINEER的族表功能，对其进行参数化设计，将不再需要重复建模，而只需对一个模型的尺寸参数进行重新设计，便可得到一组不同的调整工具。从而达到减少设计人员的重复劳动，提高工作效率的目的。

1.三维模型参数化设计

以需要设计的任一调整工具作为原始模型建立三维模型，以后再需要设计结构类似的调整工具时，不再重复建模，而是运用族表功能对相关尺寸约束进行参数设计。在创建“族表”之前，我们有必要将模型的相关尺寸名称按照我们需要的进行修改，如d1、L1和外径等。然后，便可进行“族表”的创建，先将模型相关尺寸添加到“族项目”中，为了让设计员快速定位尺寸参数可以插入“注释行”对每个尺寸的含义做详细的描述，“族表”便建立完成。当我们需要重新设计一件与其结构相同但尺寸不同的调整工具时，不再需要重新建模，只要在“族表”中插入实例行，对相关尺寸参数进行设计，便可得到另一个模型，如图3所示。

2.工程图的绘制

工程图的绘制方式有两种，一种是按照绘图标准绘制一张完整的工程图并做完整的尺寸标准，将工程图中的尺寸数值更改为特定代号，然后附上显示三维模型族表的表格。该表格使用Pro/ENGINEER的“重复区域”功能来制作，通过“更新表”可以使该表格与三维模型的族表同步。此方法绘制的工程图可以定义为列表式，如图4所示。

第二种方法可称为模板式，即建立一个“工程图模板”。所谓“工程图模板”是在一张工程图上设置其“出图行为”，作为工程制图的出图规范，每个视图的详细规范通过模板视图指令对话框设定，如图5所示。需要出图时，在指定模板选框中选择使用模板，然后选取已制定好的工程图模板，点击确定便会按照设计员制作的工程图模板形成工程图文件，移动各视图至适当位置并整理尺寸便完成了工程图的绘制，大大提高了设计员的出图效率。

这两种方法各有优劣，使用列表式绘制工程图时，不同型号的零件需要从列表中选择对应的尺寸参数，所以不太适用于结构较复杂的零件，但特别适用于标准零件的绘制，如企业的标准工装、标准工具等这些结构相同，尺寸不同且数量较多的零件。模板式绘制工程图则适用于另一些结构较为复杂的零件。

五、结语

参数化模型 篇12

在复杂的塑料模具装配图中,设计人员往往需要查阅大量设计手册对每个模具标准零件进行定义和装配,工作量大、效率低,产品的开发周期长。本文以Pro/E为平台,通过C语言调用MFC的数据库接口,操作标准零件数据库(用户可通过自定义将设计手册中的零件添加到库中)使数据在图形界面上显示,并根据用户的选择或输入,调用Pro/Toolkit的相应函数[2],在Pro/E窗口中随时快速、准确地生成零件,提高了设计效率,缩短了产品的开发周期。

2 系统的分析和设计

2.1 数据库的分析设计

鉴于该系统主要以数据为主线的程序,所以首先设计了数据库的E-R(实体-关系)图,见图1所示。

模型表中的每一条记录对应N项参数。一个参数表中保存着设计手册中一个标准零件的标准尺寸数据。

2.2 系统体系结构模型[3]

该系统通过使用MFC访问数据库生成图形界面。在用户选择好参数后,从模型库中调出相应模型图,再调用Pro/Toolkit函数修改参数,派生出用户要求的零件。该系统的上下文模型如图2所示。

3程序实例

3.1 在Pro/E窗口中添加菜单

该系统通过注册文件随Pro/E自启动后,在HELP菜单前添加一“model”下拉菜单。

3.2 MFC对话框的创建

在“Model storeroom…”菜单项的单击响应函数中,调用创建模型参数选择对话框函数。

程序中用到的这个CreateModelDialog()函数是一个正规MFC DLL文件中输出的一个函数,在这个DLL文件中定义了一个派生MFC对话框类,CreateModelDialog()函数使用该类定义对象,并调用对话框函数的DoModal()成员函数显示对话框。

3.3 数据库的访问

该系统采用了DAO操作Access数据库,在派生对话框类中定义了CdaoDataBase,CdaoRecordset对象,通过调用对象的公有接口函数来完成数据库的访问[4]。

3.4 参数化生成零件模型图

当用户选择完模型的参数数据后,程序将从模型库中取出模型,并修改相应的参数,显示到Pro/E窗口中[5]。

模型库保存着每一个模型的Pro/E零件图,模型名称和该模型图的对应关系保存在数据库的模型表中。比如用户在模型参数对话框中选择的是注塑模具中的推杆,系统将从数据库的模型表中得到Pro/E模型图名,并将从模型库中取出该模型图,准备派生新的模型。

每一个模型图中定义了每一个需要参数化尺寸的对应参数名及对应关系。定义参数与尺寸的步骤如下:

(1)查看尺寸名称

先在Pro/E的“Info”菜单中选择“Switch Dimensions”菜单项,显示出特征的默认约束参数命名,形如d0,d1,d2,……。

(2)定义参数

在菜单管理器(Menu Maneger)中选择Reletions→Add param下选择相应的参数类型,输入参数名和默认值。

(3)定义关系

定义好参数和知道默认约束尺寸参数名后,在Relations下选择Add,输入参数名和对应的默认约束尺寸名的关系式,如d0=U,即定义了约束参数名为d0的尺寸随参数U的大小变化并保持相等。

程序实例如下:

程序的运行结果如图3～图5所示。

4 结论

利用Pro/Toolkit开发工具和VC++6.0,开发了基于Pro/E注塑模具顶杆零件的参数化模型库系统,对创建基于Pro/E的实用CAD软件系统进行了积极有效的探索,提高了模具设计效率和Pro/E系统的实用水平。对进行Pro/E及相关软件的二次开发具有一定的参考价值。

参考文献

[1]Parametric Technology Corporation.Pro/TOOLKIT User’s Guide[Z].USA:PTC,2001.

[2]David J.Kruglinshi,Scot Wingo,George Shepherd等.Visual C++6.0技术内幕[M].北京:北京希望电子出版社,1999.

[3]Lan sommerville.Software Engineering6th Edition.England:Pearson Education Ltd,2001:265-332.

[4]张立新.Visual C++6.0数据库开发技术与工程实践.北京:人民邮电出版社,2004:100-125.