铁路客车车体钢结构三维参数化CAD系统研究
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摘要
随着三维图形技术和计算机技术的发展，三维设计已经成为CAD技术应用的必然趋势。目前，三维CAD技术在铁路客车设计方面的应用主要集中在铁路客车产品的三维实体造型、产品的有限元分析、标准件库的建立等方面，而对整车的比较全面的三维设计尚处于探索阶段。本论文开发了铁路客车车体钢结构的三维参数化CAD系统，不仅可以提高设计效率和设计质量，而且对产品的有限元分析具有一定的实用价值和参考意义，同时也符合了现代技术的发展要求。
本论文是在Windows 2000的微机操作平台上，在VC++6.0的编译环境中利用Pro／TOOLKIT对Pro／ENGINEER进行二次开发，建立的一个客车车体钢结构的三维参数化CAD系统。本论文对系统总体进行了分析和设计，将系统的参数设计模块划分为总体设计模块、部件设计模块和零件设计模块，每个模块下面又有各自的子模块；利用面向对象技术，对设计对象、设计参数和模型进行分类；通过对车体钢结构的三维参数化设计方法的研究，提出了实现参数化的两个途径，分别是建立参数化模型库和模型的参数化装配；利用Pro／ENGINEER参数化特性建立了系统参数化零件模型库和装配关系模型库；在Pro／TOOLKIT应用程序中实现了模型的参数化装配：对Pro／ENGINEER的二次开发技术进行了研究，并建立了扩展功能函数库；建立了系统的数据管理库；以VC++6.0为开发工具，开发了系统友好的用户界面。
With the development of three-dimensional graphic technique and computer technique, three-dimensional design has been already inevitable tendency of CAD application. At present , the application of three-demensional CAD technique on passenger train design mainly focuses on three-demensonal solid modeling finite element analysis building standardized component library, and so on. Overall three-demensional design on the whole passenger train is at the stage of searching. This thesis develops three-demensional parametric CAD system on the steel structure of passenger train body. It not only improves design efficiency and design quality, but also has certain practical value and referenced signficance for the finite element analysis of products. This also fits in with development require of modern technique.
This thesis is three-dimensional parametric CAD system on the steel structure of passenger train body, which is developed and runs on Windows 2000 platform. It is secondary development to Pro/ENGINEER by using Pro/TOOLKIT, and VC++6.0 is used as a compiler. This thesis analyses the system, and divides parameter design modular to three submodulars, which are overall design modular component design modular and part design modular. Each modular has own submodulars. Design objects > design parameters and models are classfied by using object-oriented technique. The thesis puts forward two ways to realize parametric design, which are building parametric model library and parametric assembling models. It builds parametric part model library and assembly relation model library by using Pro/ENGINEER, and realizes parametric assembling
model in the Pro/TOOLKIT application program. Secondary development technique on
Pro/ENGINEER is studied, and extended functional function library is built. A user-friend interface is developed by using VC++6.0 as developing tool.
本论文是在Windows 2000的微机操作平台上，在VC++6.0的编译环境中利用Pro／TOOLKIT对Pro／ENGINEER进行二次开发，建立的一个客车车体钢结构的三维参数化CAD系统。本论文对系统总体进行了分析和设计，将系统的参数设计模块划分为总体设计模块、部件设计模块和零件设计模块，每个模块下面又有各自的子模块；利用面向对象技术，对设计对象、设计参数和模型进行分类；通过对车体钢结构的三维参数化设计方法的研究，提出了实现参数化的两个途径，分别是建立参数化模型库和模型的参数化装配；利用Pro／ENGINEER参数化特性建立了系统参数化零件模型库和装配关系模型库；在Pro／TOOLKIT应用程序中实现了模型的参数化装配：对Pro／ENGINEER的二次开发技术进行了研究，并建立了扩展功能函数库；建立了系统的数据管理库；以VC++6.0为开发工具，开发了系统友好的用户界面。
With the development of three-dimensional graphic technique and computer technique, three-dimensional design has been already inevitable tendency of CAD application. At present , the application of three-demensional CAD technique on passenger train design mainly focuses on three-demensonal solid modeling finite element analysis building standardized component library, and so on. Overall three-demensional design on the whole passenger train is at the stage of searching. This thesis develops three-demensional parametric CAD system on the steel structure of passenger train body. It not only improves design efficiency and design quality, but also has certain practical value and referenced signficance for the finite element analysis of products. This also fits in with development require of modern technique.
This thesis is three-dimensional parametric CAD system on the steel structure of passenger train body, which is developed and runs on Windows 2000 platform. It is secondary development to Pro/ENGINEER by using Pro/TOOLKIT, and VC++6.0 is used as a compiler. This thesis analyses the system, and divides parameter design modular to three submodulars, which are overall design modular component design modular and part design modular. Each modular has own submodulars. Design objects > design parameters and models are classfied by using object-oriented technique. The thesis puts forward two ways to realize parametric design, which are building parametric model library and parametric assembling models. It builds parametric part model library and assembly relation model library by using Pro/ENGINEER, and realizes parametric assembling
model in the Pro/TOOLKIT application program. Secondary development technique on
Pro/ENGINEER is studied, and extended functional function library is built. A user-friend interface is developed by using VC++6.0 as developing tool.
引文
[1]严隽耄．车辆工程．第二版．中国铁道出版社，1999
[2]关明全主编．铁道客车设计手册．吉林省铁道学会，1989
[3]王贤坤，陈淑梅，陈亮．机械CAD／CAM技术、应用与开发．机械工业出版社，2001
[4]文福安．最新计算机辅助设计．北京邮电大学出版社，2000
[5]肖刚，李学志．机械CAD原理与实践．清华大学出版社，1999
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[8]张旭．三维CAD基础知识和基本方法．计算机辅助设计与制造．2000，(1)：84～89
[9]冯辛安主编．CAD／CAH技术概论．机械工业出版社，1997
[10]刘文剑等．《CAD／CAM集成技术》．哈尔滨工业大学出版社，2000
[11]Carl Machover. Four Decades of Computer Graphics. Computer Graphics and Application. 1994, (11)
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[13]程颖，刘琰．内燃机总体概念设计CAD系统．制造业设计技术．2000，(8)：17～19
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[15]田葆栓．铁道车辆制造业CAD技术的应用及发展．铁道车辆．1997，35(5)：21～25
[16]江靖，赵家舵，张咸堂．25K提速车研制．铁道车辆．1999，37(10)：1～6
[17]宛延恺．C++语言和面向对象程序设计．第二版．清华大学出版社，1998
[18]王强，王利强，廖果，周兰邻．Visual C++4.0易学活用．成都出版社，1996
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[22]谭浩强．C程序设计．清华大学出版社，1991
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[24]林清安．Pro／ENGINEER零件设计基础篇(上)．北京大学出版社，2000
[25]林清安．Pro／ENGINEER零件设计基础篇(下)．北京大学出版社，2000
[26]林清安．Pro／ENGINEER零件设计高级篇(上)．北京大学出版社，2000
[27]林清安．Pro／ENGINEER零件设计高级篇(下)．北京大学出版社，2000
[28]林清安．Pro／ENGINEER零件组合．北京大学出版社，2001
[29]Steve Luby. Essentials of MANAGING PRODUCT DESIGN DATA. MACHINE DESIGN. 2001, 73(15)
[30]Gao Zhongbao. A DISCUSSION ABOUT THE PARAMETRIZATION DESIGN ON THE BASIS OF RCPDS DEVELOPMENT. International Conference Proceedings Pacific Graphics'94/CADDM'94, Beijing, China, August 26-29, 1994.
[31]唐任仲．工程应用软件开发技术．化学工业出版社，1999
[32]陈宗舜．应用CAD技术进行二次开发的重要性．机电一体化，1998，(1)
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[37]罗浩．基于约束的参数化设计技术发展现状及前景．中国机械工程．1995，6(5)：21～24
[38]何援军等．基于参数化零部件的自动装配设计．计算机辅助设计与图形学学报．2001，(11)
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[40]徐冬梅．面向对象的程序设计技术在三维几何造型中的应用．计算机辅助设计与制造．1996(5)
[41]汪成为等．面向对象分析、设计与应用．国防科技大学出版社，1996
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