摘要 採用ＡｕｔｏＣＡＤ二次開發技術,在ＶｉｓｕａｌＣ++6
0和ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ2000的環境下,開發了換熱設備零部件的三維造型系統。運用擠出、旋轉和布爾運算等方法,在給定基本參數條件下,可自動創建換熱設備零部件的三維實體模型,修改設計參數,用戶可以方便地修改三維模型。系統方便、省時,界面友好,運行可靠,實現了從數據到圖紙的計算機參數化繪圖。實踐證明,系統為換熱設備零部件的有限元分析前處理建模大大節省了時間,提高了設計分析效率。
關鍵詞 換熱設備,三維建模,ＡｕｔｏＣＡＤ二次開發,參數化繪圖,ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ2000
換熱設備廣泛應用於石油化工、煉油、化肥、動力、輕工、冶金、核工業等工業部門。隨著ＣＡＤ/ＣＡＥ/ＣＡＭ技術的發展,二維平面圖已遠遠不能滿足設計和製造的需求。而三維模型具有很強的可視性,能準確反映設計者的設計思想;對於複雜的結構,二維圖形不能夠準確的表達出各零部件的空間位置關係,而三維實體圖形具有空間真實感,能明確表達出各零部件的空間位置關係,避免各零件之間發生碰撞和干涉。在對換熱設備及其零部件設計的同時需要對換熱設備零部件進行有限元分析和優化設計(特別是對非國標零部件),首先需要創建零部件的三維模型。據統計,創建模型所耗費的時間占整個分析過程的87%[1]。特別是在優化設計過程中,要根據優化結果不斷進行三維模型的修改和優化,這給設計分析人員手工建模帶來了很大的重複的麻煩,大大降低了設計分析效率。
隨著ＣＡＤ技術的發展,關於機械零部件的繪圖軟體包應運而生,但它們的三維功能較弱。國外一些大的軟體商也推出了三維軟體(如ＰｒｏＥ等),但價格較高,令一般的用戶望而卻步。所以開發專業的換熱設備零部件的三維造型系統具有很大的必要性和實際意義。
著名的有限元分析軟體ＡＮＳＹＳ可與ＡｕｔｏＣＡＤ軟體共享數據,接受ＡｕｔｏＣＡＤ建立的三維模型[2]。為此,作者運用ＡｕｔｏＣＡＤ二次開發技術開發了換熱設備零部件的三維造型系統。運行該系統,輸入必要的設計參數,系統將自動快捷的生成精確的零部件三維模型,實現了換熱設備零部件的三維參數化繪圖。
1 三維造型系統的開發環境
ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ2000是Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司隨著ＡｕｔｏＣＡＤ2000推出的新一代的功能強大的二次開發工具。它使用面向對象的Ｃ++應用程序開發機制,以動態鏈接的形式與ＡｕｔｏＣＡＤ共享地址空間,能夠直接利用ＡｕｔｏＣＡＤ的內核代碼,訪問ＡｕｔｏＣＡＤ的資料庫、圖形系統及幾何造型核心[3],擴充ＡｕｔｏＣＡＤ的類和協議,創建新的ＡｕｔｏＣＡＤ命令,並可被ＡｕｔｏＣＡＤ環境直接調用,具有較高的程序開發與執行效率。ＡＲＸ程序命令的消息模型如圖1所示。
因此,運用ＡｕｔｏＣＡＤ二次開發技術,在ＶＣ++6 0和ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ2000的環境下,編寫了ＡＲＸ應用程序,開發了換熱設備零部件三維造型系統。在ＡｕｔｏＣＡＤ環境下載入ＡＲＸ應用程序,程序向ＡｕｔｏＣＡＤ命令堆棧中添加用戶自定義命令(如ｔｕｂｅｓｈｅｅｔ)。調用該命令,ＡＲＸ應用程序將自動處理生成三維實體模型。
2 ＡＲＸ程序基本框架的生成
ＶｉｓｕａｌＣ++6 0使用非常友好的操作界面———ＤｅｖｅｌｏｐｅｒＳｔｕｄｉｏ集成開發環境,它集編輯、編譯、連接、調試、嚮導等多項功能於一體,並且提供了目前已成為業界標準的ＭＦＣ(ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＣｌａｓｓｅｓ)類庫[4]。
