影響泵 CAD 軟件開發的關鍵因素

影響泵 CAD 軟件開發的關鍵因素
根據近年來泵 CAD 的開發實踐,影響泵 CAD 開發的主要因素是:
(1)支撐軟件支撐軟件是 CAD 係統的核心,所以泵 CAD 軟件開發必須有一個好的支撐軟件作為平台。進行 CAD 開發,光靠編程者來設計模塊是難以想象的,許多工作可以由支撐軟件來完成。不僅如此,引入支撐軟件可以在程序移植、軟件升級等方麵帶來方便。目前可供選擇的國際著名的 CAD/CAM支撐軟件比較多,如 PTC 開發的 Pro/Engineer、Inter-Graph 的 EMS(Engineer-ing Modeling System)和 Autodesk 公司的 MDT(Mechanical Desk Top)等。國內的水泵 CAD/CAM 工作,目前大多數在微機上進行,使用較多的是 Autodesk的 Auto CAD或 MDT。
相對於其他的三維軟件而言,MDT 具有功能強大、界麵友好、易學易用等特點,它的工作在 Windows(或 NT)平台上的微機三維設計軟件包,是集 Auto CAD 全部功能與參數化實體造型、曲麵造型、裝配造型、維和三維雙向關聯繪圖,與其他 CAD 係統交換數據的 IGES、STGP 轉換器、豐富的標準件庫、眾多的機構生成器和工程計算等模塊與一體的機械設計係統。
因此選擇 MDT 作為二次開發平台不失為一種很好的嚐試。作者所在的課題組以 MDT6.0 為支撐軟件,已選擇其內嵌語言 VBA 作為開發工具,成功地做出了
光順性很好的葉片造型,見圖 1-1 所示為實體著色模圖.
(2)麵向對象(Object-oriented)的編程語言毫無疑問,以麵向對象的編程語言來進行軟件開發是今後 CAD 開發工作的主流,這已經得到業內人士的認同。在選擇麵向對象的高級語言時,作者建議開發者最好選用 CAD 支撐軟件中提供的內嵌二次開發語言,如 Auto CAD 提供的 VBA 和 ARX 等。其中 ARX 是 Auto CAD提供的麵向對象的應用程序開發接口(API),這是一種特定的 C++編程環境,它包含—組動態連接庫(DLL),這些庫與 Auto CAD 共享同一地址空間,能被 AutoCAD 直接調用,因而具有執行效率高的優點。而 VBA 是最為常見的支撐 ActiveX技術的完全麵向對象的開發語言。Autodesk 公司從 Auto CAD Release(4.0)版開始,內置了 VBA 開發工具。Auto CAD VBA 共享 Auto CAD 的內存空間,
通過 Auto CAD 的管理工具(VBA 管理器)可以方便地對 VBA 工程進行加載、卸載、保存、新建、嵌入和提取,其運行速度與 Object ARX 應用程序非常接近,比其他開發方式如 ADS、Lisp 要快的多。利用這些二次開發語言,可以設計絕大部分泵 CAD 模塊。因此,泵 CAD 軟件開發應該優先選用這種內嵌式語言作為開發工具。這樣,開發的軟件可與 CAD 支撐軟件有機地集成到一起,既充分發揮了支撐軟件本身的優勢,有效地貫徹了有關 CAD 技術標準,又可以在總體運行速度、軟件升級、網絡特性等方麵獲得益處。
(3)曲麵模型的構造曲麵模型的構建一直是 CAD 工作的熱門話題,從Coons 曲麵、Bezier 麵、B-Spline 曲麵到現今流行的 NURBS 曲麵,基本思路都是用曲麵模型來插補三維空間中的離散點群,使之成為某種光滑度的曲麵。對於泵 CAD,關鍵問題就是要生成葉片的曲麵模型。從葉片上可以得到葉片曲麵上的離散控製點,但是用這些離散的點還不足以描述光滑的葉片表麵形狀。如果支撐軟件本身提供了優秀的曲麵模型,則就可以充分利用現有的曲麵造型技術來描述葉片,這樣既避免了複雜數學模型的構建,同時也為泵 CAD 軟件開發提供了方便。
(4)零件的結構設計傳統的機械設計,人們總是習慣於將三維實體用二維工程圖(如向視圖、斷麵圖)來表達。這種做法的一個主要缺點是,視圖間的互動性”芯昵性很差,即各個視圖之間不能保證尺寸的一致性,一個視圖尺寸的修改不能夠完全在另一個視圖上得到反映。而且二維視圖模型提供的幾何數據不能直接用於計算機數控加工(CNC),也不能用於對模型本身做各種物質分析(如有限元計算)。這樣就造成了 CAD 和 CAM 脫節,CAD 也就失去了真正的意義。顯然,用二維工程圖來描述三維模型的做法,已經不能滿足當今計算機集成製造的需要,現代 CIMS 迫切需要直接對產品進行三維造型,即用真實的幾何數據對產品進行描述。所以泵 CAD 工作已經不能簡單地局限於水力設計和二維工程圖的繪製而應該向更深的領域拓展。
(5)數據管理技術泵 CAD 開發過程中,需要采用大量的數據資料,對數據的管理就顯得十分重要,通常按照不同的情況可以采用數據庫法,數據文件法和內存變量法來管理數據。數據庫法適合數據量很大的場合,數據的維護很方便,但編程量較大。數據文件法適合於中等數據量的場合,相對於數據庫法而言,編程量較小,模塊之間的數據傳遞可以采用此方法。內存變量法適合於數據量較小的場合(如壓水室隔舌角與比轉數之間關係的數據),優點是編程簡單,運行速度快。數據管理的作用表現在:一是管理各個模塊之間的數據流,將各個模塊有機地聯係在一起;二是儲存水力模型庫,為相似換算法提供必要的數據來源。

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