AutoCAD的螺紋聯接CAD系統的開發

2013-05-09 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

cad培訓

1 引言

螺紋聯接是一種應用廣泛的安全可靠、拆卸方便的靜聯接。在傳統機械設計中,通常由設計者根據機器不同的工作條件憑經驗確定螺紋聯接的類型、直徑和長度等尺寸,必要時還需進行強度校驗。如選擇的螺紋聯接不符合要求,需重新進行選擇和計算。因此,設計過程繁瑣,計算工作量大,設計效率較低。隨著計算機應用技術的快速發展,CAD/CAM技術的應用日益廣泛,高效、準確的計算機輔助零件設計已在越來越多的領域取代了手工設計計算。筆者通過對螺紋聯接類型選擇和強度校核等問題進行了研究分析,以AutoCAD2000為開發平臺,采用Visual C++ 6.0和Visual LISP等二次開發工具,建立了螺紋聯接標準件知識庫,提出了一個較合理的螺紋聯接類型選擇和強度校核的CAD系統開發方案。

2 系統開發任務和開發工具

本系統開發任務主要包括菜單開發、樣圖生成和自定義圖形庫、線型和填充圖案的開發、字形、字體和對話框的開發以及應用程序的編寫,而編寫應用程序則是本系統的核心內容。

與舊版本相比,AutoCAD2000已增加了許多新的功能和特性(如多文檔環境和AutoCAD DesignCenter、實時3D旋轉等),選擇AutoCAD2000作為開發平臺將使編程更為方便。由于ARX應用程序可以共享AutoCAD的地址空間并可對其直接進行函數調用,它還包含易于定義新類的宏并具備在運行時向現有的類添加函數的功能,并且在Visual C++ 6.0編程語言的支持下,Object ARX的功能會更強大,因此選用Object ARX作為AutoCAD2000的二次開發工具。

圖1 系統的技術組成

圖2 螺紋聯接CAD系統結構圖

圖3 系統功能模塊圖

圖4 螺紋聯接CAD流程圖

3 系統設計

本系統引入綜合的設計模式(系統的技術組成見圖1),聯合使用Visual C++ 6.0/Object ARX等工具,建立一個完整的設計系統,以實現螺紋聯接CAD的全自動化設計(包括類型選擇、參數確定、強度計算、圖形自動生成、標準件表格排序輸出一體化等)。

系統結構見圖2。系統功能模塊見圖3(系統主要由類型選擇、強度校核、繪圖功能、標準件表格輸出、文件管理和幫助等六大功能模塊組成)。

圖4 為螺紋聯接CAD流程圖,圖中輸入輸出變量的含義如下:TY——螺紋聯接的類型;LX——螺紋所受力的類型;HD——被聯接件的厚度情況;ZX——聯接拆卸的頻繁情況;SJ——聯接的松緊類型;KZ——緊聯接時是否需控制預緊力;CL1——被聯接件的材料;CL2——螺紋標準件材料的機械性能等級;F—— 螺紋聯接組所受力的大小;Z——螺紋聯接組中螺紋聯接標準件的個數;K——螺紋聯接的重要程度(可靠度);M——聯接螺紋的公稱直徑;l——公稱長度; m.n——螺紋緊固件的機械性能等級;C1——螺紋緊固件的剛度;C2——被聯接件的剛度。

在系統設計中,AutoCAD圖形數據庫是ObjectARX開發的關鍵部分。由于螺紋緊固件是標準件,其圖形是固定的,所以在AuoCAD2000中繪制好這些標準件后,類型選擇功能就可按其國標號調用該緊固件圖形,并進行相關的尺寸標注。

通過修改AutoCAD的菜單文件,可將自行開發的應用命令加在下拉式菜單項中,從而得到用戶的菜單文件。此外還可用對話框控制語言DCL編制對話框定義文件,同時用Object ARX提供的ADS庫中的對話框操作函數編寫對話框的驅動程序。

本系統在進行螺紋聯接類型選擇和強度校核時,考慮兩個被聯接件的受力情況、拆卸頻度、材料及結構尺寸等,建立了螺紋聯接類型選擇知識庫和本設計所選用的螺紋緊固件表,并能根據用戶需要,按國標號、直徑、長度等不同字段輸出螺紋緊固件表。其中螺紋聯接類型選擇、直徑與長度的確定、標準件表輸出的設計原則如下:

知識庫的建立與螺紋聯接類型選擇的決策方法
螺紋聯接類型選擇的決策方法分為邏輯決策、計算決策和創造性決策三種。本系統采用邏輯決策法,即根據人們所廣泛認可的確定性知識,建立相應的決策規則,并儲存到知識庫中,利用常規程序和邏輯推理來實現決策。最常用的邏輯決策表達和實現方法是判定樹和判定表,本系統采用的是判定樹。判定樹是描述或規定條件與結果相關聯的方式,即用來表示“如果(條件),那么 (動作)”的決策關系。判定樹由結點和分支組成,條件放在樹的分支處,動作放在各分支的結果點上,決策的結果放在終結點上。
螺紋直徑與長度的確定
螺紋聯接類型確定后(即國標號確定后),在該類型的螺紋緊固件中,從小到大依此取不同公稱直徑的螺紋直徑進行試算,直到滿足強度要求為止,最后一次選取的直徑即為所要確定的公稱直徑。然后根據其公稱直徑和被聯接件的材料(或被聯接件的厚度)計算出其公稱長度,并圓整為標準長度值。
標準件表輸出
本系統建立了螺紋緊固件表,并能按用戶要求保存本次設計所選用的螺紋標準件。同時它能根據用戶要求,按國標號、直徑、長度等字段輸出螺紋緊固件表,極大地方便了緊固件的采購。
4 結語
以AutoCAD2000 為開發平臺、利用Object ARX和Visual C++ 6.0等二次開發工具、采用面向對象的圖形數據庫編程技術開發的螺紋聯接CAD設計系統,實用高效,使用方便,實現了螺紋聯接(包括類型選擇、參數確定、強度計算、圖形自動生成、標準件表格排序輸出一體化等)的全自動化設計。

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