基于PENGINEER的炮用发射药筒的快速设计.doc

基于ProENGINEER的炮用发射药筒的快速设计【摘 要】本文介绍了以C，C+语言为工具，在Pro/ENGINEER上利用Pro/TOOLKIT进行药筒快速建模二次开发的方法，并给出了药筒快速建模快速设计应用实例。【关键词】 注册文件 药筒 特征 快速建模1 引言 传统的药筒设计是一个相当烦琐的过程，设计人员被动地往返于公式和手册之间，借助计算器一点一点地计算。这当中有任何失误都必须从头再来，即使计算过程中没有任何失误，当计算结果不合适时，一切也必须从头再来。一个熟练的设计人员，在药筒设计过程中，简单的计算一遍就需要一个星期以上时间。如何使这一设计过程变的简单、直观，对设计人员来说十分迫切。针对这一问题，本文给出了基于Pro/ENGINEER快速建模并结合炮用发射药筒理论设计的约束条件，给出了快速设计的方法及实例。2 炮用发射药筒结构分析及建模的约束方程 药筒的设计与火炮、弹丸及装药设计密切相关。本文以配制式火炮为例。药筒的设计主要受药室形状及弹丸结构限制1。 图 1 火炮药室结构示意图 主要结构尺寸计算公式如下： f1 : Dk=Dd-2U0k f2 : Lk=(0.20 0.30)d f3 : d k=Dk-2tk f4 : Dy=Dj f7 : Dj=Da-2U0j f8 : Ly=Laf9 : td=(0.06 0.15)Dj f10 : ty=Sp-x0式中：Dk筒口部外径； U0k口部初始间隙；dk口部内径； la 接际部初始间隙; Dj接际部直径； Lk口部长度U0j接际部初始间隙； Ly筒体外部长度td底部厚度； ty.底缘厚度；Sp炮栓镜面至药室尾端面距离； x0药筒地平面与栓体镜面的初始间隙； 这些方程中共有12个已知参数（Dd、U0k、d、Dj、U0x、lb、la、Da 、U0j 、La、Sp、x0）和8个未知参数（Dk、dk、Dy、Dj、Ly、td、ty、Lk），已知参数由设计者给定。当改变了已知参数时未知参数也随之改变。 可以通过约束图利用图解法解出未知变量2。药筒的结构尺寸示意图如图3所示。图2 方程约束网络图图3 药筒的结构尺寸示意图3 快速建模实现方法 快速建模就是通过输入参数，由Pro/ENGINEER系统快速产生模型的过程，模型的相关属性也可自动给出。Pro/ENGINEER提供了强大的用户二次开发程序包Pro/Toolkit，通过它可以直接对Pro/ENGINEER的数据库进行操作。本文即以Pro/Toolkit为开发工具，实现了药筒的快速设计与建模。Pro/ENGINEER的快速建模二次开发包括以下几部分3。3.1 用户接口 用户接口是人机交互的界面，它包括菜单及菜单文件两部分。菜单文件扩展名为*.mnu或*.aux。*.mnu菜单完全独立于已有菜单，*.aux则附加于已有菜单。菜单文件有固定格式，每组数据分三行，每一个菜单按钮对应一组数据。菜单文件为纯文本文件。3.2 信息文件 信息文件包括了类型无关菜单以及数据输入提示等所有文本信息，它和菜单文件一样，也是使用表单的形式，每四行为一组。使用表结构的好处是当需要改动程序显示时，可以只改动信息文件，而不必改动原程序。3.3 程序接口在Pro/Toolkit中，其函数结构一般如下：User_Appone() 用户功能函数User_Apptwo() .User_initialize() . 程序入口User_terminate() . 程序出口 其中，入口函数和出口函数是必须的，其他函数则是用户定义函数，用以实现一定的功能。3.4 注册文件 注册文件用以指明程序运行模式、资源位置以及程序运行版本等。其中，运行方式包括多线程和动态连接库两种。第一种方法的好处是调试比较容易。第二种方法的优点是运行速度较快，生成的文件比较小。3.5 编译平台 程序的编译需要第三方编译平台，如TC、Mircosoft C等。选用了Mircosoft公司的Visual C+ 6.0作为编译平台。利用Visual C+ 6.0的强大功能使得数据管理方便，调试轻松直观4。4 药筒的快速建模 (1)在参数输入方面，使用了菜单结合对话框的方式，参数输入方便直观。菜单结构如图4所示。Yaotong Design是在Pro/ENGINEER的Part菜单上添加的系统菜单，这样既可以实现用户特定功能，又可以利用Pro/ENGINEER平台的强大功能，方便用户设计。在模型的实现方面，采用了基于UDF的二次开发技术，可以显著地降低开发的工作量，提高开发灵活性。图4 药筒设计菜单系统 (2)模型的接口程序和实现程序。以下为药筒快速建模程序入口和出口，它注册了菜单文件以及响应函数。user_initialize()int menu_id ，err;ProMenuFileRegister(PART，part. mnu，&menu_id); ProMenuAuxfileRegister(PART，part.aux，&menu_id); err=ProMenubuttonActionSet(part，_YaotongDesign，(ProMenubuttonAction)UserYaotongSystem，NULL，0); return(0); void user_terminate() ； 以下为药筒建模实现程序，它定义了UDF文件及驱动参数等。UserYaotongCreate() .ProStringToWstring(，yaotongudf.gph); 指定UDF文件data.n_var_dims=15;data.var_dims=(Pro_udf_var_dim*)calloc(15，sizeof(Pro_udf_var_dim);ProStringToWstring(data.var_，YTJ_zg);变量赋值 data.var_dims0.type=PROUDFVAR_DIM;data.var_dims0.value=_YTJ_zg; .data.n_references=0; 指定参考基准 data.dependency=PROUDFDEP_INDEPENDENT;指定模型独立性prodb_create_group(p_model，&data，NULL，NULL，0);创建模型ProWindowRepaint(PRO_VALUE_UNUSED);显示模型free(data.var_dims);return(0); 通过以上方法产生的模型如图5所示。图5 药筒实体模型图6 药筒几何参数输入界面 在药筒模型生成以后，可以通过以下两种方法修改编辑药筒的尺寸：(1)可以直接用鼠标双击需要修改的特征，选中需要修改的尺寸即可进行交互式尺寸修改和编辑。修改后的效果可以迅速从模型上反映出来。(2)通过几何参数输入对话框输入要修改结构的尺