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机械毕业设计论文
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机械毕业设计537弹簧CAD软件的开发,机械毕业设计论文
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1 0 前言 本 课题 是 设计一个 运用 VB语言 的软件，该软件可以 进行 弹簧 设计，在 VB系统的引导下输入已知参数，选择计算条件，即可获得初步计算结果并进行多个方案的比较，可以获得操作者满意的设计计算结果。 本课题的来源、基本前提条件和技术要求： a) 本课题的来源：在工程设计中，经常要碰到弹簧设计的问题，传统的方法很繁琐，本课题的设想是利用本软件简化常规设计的繁琐过程，节省设计时间，并运用计算机辅助设计，根据给定的条件完成弹簧设计及校核，让弹簧设计人员在很短的时间内能够得到合适的设计参数。 b) 要完成本课题的 基本前提条件是：必须熟悉弹簧设计的流程，再确定方 案。 c) 要完成本课题技术要求是：必须能够熟练运用 VB语言进行简单的程序设 计。 本课题要解决的主要问题和设计总体思路： a) 本课题解决的主要问题：弹簧 CAD 软件开发的程序流程、数据库的创建及调用该怎样实现、弹簧强度校核时的参考依据、网页的制作以及数据库的更新问题。 b) 本课题的设计总体思路： 本软件的技术路线分两部 分，第一步是弹簧的设计及强度校核部分，这里面将涉及到数据库技术 。 第二部为 Visual Basic 与 Web 。利用 Microsoft Frontpage 制作网页，然后通过 Visual Basic 调用网页。 总体方案论证，论证该方案的可行性，具体为在 VB 中能否根据给定的条件完成弹簧的参数设计，然后在宏观上列出即将设计的弹簧软件的程序界面，理清每个界面之间的链接以及各参数变量之间的关系。完成本课题需要对 Visual BASIC进行深入地学习，对数据库的建立和管理有所掌握，对网页的调用有一定的了解。 预期的经济效益和社会效益： a) 经济效益：本软件从使用者的角度出发，体现了 简明、通俗、易操作 的 特点，极易被用户所接受，因此，市场前景看好 。 b) 社会效益：一旦本软件投入生产，能够节省大部分因设计和计算的时间， 因此能够提高社会生产率。 本论文将对弹簧 CAD软件设计的全部过程进行阐述，共分为六篇：第一篇为计算机辅助设计概述。简要讲述了计算机辅助设计的软件组成、技术特点以及在工程中的作用和意义等。第二篇为弹簧的计算机辅助设计。讨论了弹簧设计的特点和内容以及弹簧 CAD软件的设计。第三篇为关键技术的阐述。讨论了该软件设nts弹簧 CAD 软件的开发 2 计过程中所涉及到的关键技术。第四篇为软件开发。分别讨论了开发平台的选择、总体设计及软件制作过程。第五篇为测试及应用。第六篇为结论。 本论文力求做到： a) 反映最新的设计思想 b) 反映与总结作者的设计成果 c) 理论联系实际 由于软件设计博大精深，作者的知识水平与实践经验远不能与此相适应，故书中的内容定有不当或错误之处，恳请老师和同学批评指正。 nts 3 1 弹簧的计算机辅助设计 1.1 计算机辅助设计的构成、特点、作用及意义 1.1.1 计算机辅助设计 系统的软件构成 计算机辅助设计 系统的软件构成如图 1-1所示。 图 1-1 软件构成 图 1-1 CAD系统的软件组成软件分为两大类：支撑软件和应用软件。支撑软件包括操作系统（实现对硬件的控制和资源的管理），程序设计语言（ Fortran、Basic、 C、二次开发语言和汇编语言）及其编辑系统，数据库管理系统（对数据的输入、输出、分类、存储、检索进行管理）和图形支撑软件（ AutoCAD）。另一类是应用软件，它是根据本领域工程特点，利用支撑软件系统开发的解决本工程领域特定问题的应用软件系统。应用软件系统包括：设计 计算方法库（常用数学方法库、统计数学方法库、常规设计计算方法库、优化设计方法库、可靠性设计软件、动态设计软件等）和各种专业程序库（常用机械零件设计计算方法库、常用产品设计软件包等）。目前在二维 CAD 软件方面，国内已经开发出众多的应 用软件，主要包括基于 AutoCAD平台和自主平台两类应用软件。 1.1.2 计算机辅助 设计的技术特点： a) 图形处理技术 如自动绘图、几何建模、图形仿真及其它图形输入、输出技术。 b) 工程分析技术 如有限元分析、优化设计及面向各种专业的工程分析等。 c) 数据管理与数 据交换技术 如数据库管理、产品数据管理、产品数据规范及接口技术等。 d) 文挡处理技术 如文挡制作、编辑及文字处理等。 1.1.3 计算机辅助 设计在工程中的作用 以意义nts弹簧 CAD 软件的开发 4 计算机辅助绘图是 CAD中 工程应用中 最成熟的领域 ， 一个完善的 CAD 系统，应包括交互式图形程序库、工程数据库和应用程序库。对于产品或工程的设计，借助 CAD 技术，可以大大缩短设计周期，提高设计效率。 1.2 弹簧设计的特点及内容 1.2.1 拉伸弹簧设计的特点及内容 圆柱螺旋拉伸弹簧主要用于受拉伸载荷的场合，如联轴器过载安全装置中用的拉伸弹 簧以及棘轮机构中棘抓复位拉伸弹簧，变形和应力的方向相反。因此，圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式同样可用于拉伸弹簧。 a) 圆柱螺旋拉伸弹簧的初拉力的确定 圆柱螺旋拉伸弹簧的初拉力取决于材料种类、材料直径、旋绕比和加工方法。采用卷制后不需淬火的弹簧钢丝制成的拉伸弹簧，均有一定的初拉力。如果不要初拉力，则各圈间应有间隙。卷成后经淬火的拉伸弹簧没有初拉力。 b) 弹簧材料的选取 弹簧材料的选取主要根据弹簧的工作条件，弹簧承受的载荷类型，是否受冲击载荷以及弹簧材料的许用力等因素确定，同时也应考虑弹簧制造的工艺性。 弹 簧用不锈钢丝 A组 体现的性能：耐腐蚀，耐高、低温，用于腐蚀或高、低温工作条件的小弹簧； 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝 体现的性能：强度高，性能好，用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧； 油淬火回火碳素弹簧钢丝 A、 B类 体现的性能：强度高，性能好，适用于普通机械用弹簧， B类较 A类强度高； 油淬火回火硅锰合金弹簧钢丝 A、 C类 体现的性能：强度高，弹性好，易脱碳，用于较高载荷的弹簧。 A 类用于一般用途和汽车悬挂弹簧， C 类用于汽车悬挂弹簧； 弹簧用不锈钢丝 B组 体现的性能：耐腐蚀，耐高、低温，用于腐蚀或高、低温工作条件的小弹簧； 阀门用油淬火回火铬钒合金弹簧钢丝 体现的性能：有较高的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧； 弹簧用不锈钢丝 C组 体现的性能：耐腐蚀，耐高、低温，用于腐蚀或高、低温工作条件的小弹簧。 c) 弹簧材料许用力 弹簧常在变载荷和冲击载荷下工作，而且要求在承受较大应力情况下不产生塑性变形，因此要求弹簧材料具有较高的抗拉强度极限、弹性极限和疲劳强度极限，不易松弛。同时要求有较高的冲击韧性，良好的热处理性能等。弹簧的材料许用力与材料种类、载荷性质、热处理方法 、弹簧丝的尺寸、弹簧的工作条件和nts 5 重要程度有关。许用应力按弹簧的受载情况和变载荷循环次数分为三类，循环次数在 1000000 以上的弹簧为 I 类，循环次数在 1000 100000 之间及受冲击载荷弹簧为 II类，循环次数在 1000以下的弹簧为 III类。 考虑到经济性，应优先采用碳素弹簧钢，用以制造尺寸较小的一般用途的螺旋弹簧和板弹簧。对于受冲击载荷的弹簧应选用硅锰钢、铬钒钢等。在变载荷作用下，以铬钒钢为宜。对于腐蚀介质下工作的弹簧，应采用不锈钢和铜合金。 1.2.2 压缩弹簧设计的特点及内容 圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧与 圆柱螺旋拉伸弹簧相同，它主要用于受拉伸载荷的场合，如联轴器过载安全装置中用的拉伸弹簧以及棘轮机构中棘抓复位拉伸弹簧，只是变形和应力的方向相同。因此，圆柱螺旋压缩弹簧的基本计算公式同样可用于拉伸弹簧。 a) 圆柱螺旋压缩弹簧的弹簧刚度的确定 圆柱螺旋压缩弹簧的弹簧刚度与安装高度、工作载荷、工作行程有关系，与其它的参数无关。 b) 圆柱螺旋压缩弹簧的材料的选择 弹簧材料的选取主要根据弹簧的工作条件，弹簧承受的载荷类型，是否受冲击载荷以及弹簧材料的许用力等因素确定，同时也应考虑弹簧制造的工艺性，具体的参照上面拉伸弹簧部 分。 c) 圆柱螺旋压缩弹簧的许用力 圆柱螺旋压缩弹簧的许用力跟拉伸弹簧的许用力具体参照机械设计手册第三卷。 1.3 变量的选择 1.3.1 压缩弹簧设计的变量选择 变量名称 含义 单位 a 安装载荷 N b 安装载荷 N c 工作载荷 N d 工作行程 mm e 弹簧刚度 N/mm f 载荷作用次数 次 g 载荷类 型 name1 材料名称 txml 弹性模量 MPa nts弹簧 CAD 软件的开发 6 qbml 切变模量 MPa klqd 抗拉强度 MPa qyl 许用切应力 MPa dimention1 钢丝直径 mm xrb 旋绕比 thzj 弹簧中径 mm yxqs 有效圈数 m 端部型式 n 压并圈数取值范围 l 压并圈数取值 k 曲度系数 h0 弹簧自由长度 mm e1 弹簧实际刚度 N/mm wc 弹簧刚度相对误差 f1 弹簧安装变形量 mm f2 弹簧工作变形量 mm fs1 试验载荷 N 1.3.2 拉伸弹簧的变量选择 变量名称 含义 单位 a0 安装载荷 N b0 工作载荷 N c0 工作行程 mm e0 试验载荷 N wc1 刚度相对误差 e2 实际刚度 N/mm azgd 安装高度 mm f0 载荷作用次数 次 d0 工作行程 mm name10 材料名称 qbml0 切变模量 MPa nts 7 txml0 弹性模量 MPa klqd0 抗拉强度 MPa xyqyl0 许用切应力 MPa m1 端部型式 n1 端部刚度长度系数 xrb0 旋绕比 thzj0 弹簧中径 mm dimention2 钢丝直径 mm yxqs0 有效圈数 k0 曲度系数 f01 弹簧初拉力 N x5 最小变形比 x6 最大变形比 tmin 最小切应力 N tmax 最大切应力 N fl1 安装变形量 mm fl2 工作变形量 mm fls 试验变形量 mm h01 弹簧自由长度 mm 1.4 程序的流程图 1.4.1 压缩弹簧设计的程序流程图 nts弹簧 CAD 软件的开发 8 1.4.2 拉伸弹簧设计的程序流程图 开 始 输入 a,b,c,d,f 计算 e,g 选择 name1 确定 qbml、 txml、 klqd、 qyl 选择 m 确定 n、 l 根据 c、 qyl 、 xrb 计算 k 、dimention1 计算 thzj 计算 yxqs 计算 e1、 wc 判断弹簧特性、疲劳强度、共振验算、稳定性是否满足 输出设计参数及计算结果 结 束 nts 9 1.5 弹簧的设计计算 4 1.5.1 压缩弹簧的设计计算 给定初始条件： 安装载荷、 安装高度、工作载荷、 工作行程、 载荷作用次数，要求计算出弹簧参数：钢丝直径、 弹簧中径、有效圈数 等 ，校核时需计算 安装变形量、工作变形量、试验变形量、试验载荷、弹簧特性 f1/fs、 f2/fs、最小切开 始 输入 a0,b0,c0,f0、 azgd 计算 d0、 e0,g0 选择 name10 确定 qbml0、 txml0、 klqd0、qyl 选择 m1 确定 n1 根据 b0、 xyqyl0、 xrb0、 k 计算 k0、 dimention2 计算 thzj0 计算 yxqs0 计算 e2、 wc1 判断弹簧特性、疲劳强度是 否满足 输出设计参数及计算结果 结 束 nts弹簧 CAD 软件的开发 10 应力、最大切应力、切应力比、验算疲劳强度、验算共振是否满足要求、稳定性的验算 等 。 a) 钢丝直径的 设计 公式 d 1 . 6 K C F (1-1) 4 1 0 . 6 1 544CK CC (1-2) d 钢丝直径 C 旋绕比 k 曲度系数 F 工作载荷 平均许用切应力 b) 弹簧中径的 设计 公式 D C d (1-3) D 钢丝直径 c) 有效圈数的 设计 公式 48GDn Ck (1-4) G 切变模量 k 要求弹簧刚度 d) 实际弹簧刚度的 设计 公式 1eG 438dDn (1-5) e) 安装变形量 111Ff e(1-6) f1 弹簧安装变形量 F1 安装 载荷 e1 弹簧实际刚度 f) 试验载荷 38 dsFs DK (1-7) Fs 试验载荷 s 许用切应力 K 曲度系数 g) 工作变形量 nts 11 f2=f1+d (1-8) f2 弹簧工作变形量 f1 弹簧安装变形量 d 工作行程 h) 试验变形量 11fsfs e(1-9) fs 弹簧试验变形量 i) 切应力 38 k 1m i n = dDF (1-10) 38km a x = dDF (1-11) min 最小切应力 max 最大切应力 1.5.2 拉伸弹簧的设计计算 给定初始条件： 安装载荷、 安装高度、工作载荷、 工作行程、 载荷作用次数，要求计算出弹簧参数：钢丝直径、弹簧中径、有效圈数等，校核时需计算 初拉力、安装变形量、工作变形量、试验变形量、弹簧特性 f1/fs、 f2/fs、最小切应力、最大切应力、切应力比、验算疲劳强度等。 钢丝直径、弹簧 中径、有效圈数以及切应力的 计算公式基本与压缩弹簧一样。 a) 初拉力的计算 3008dF D (1-12) 01000G (1-13) F0 初拉力 0 初切应力 G 切变模量（ MPa） b) 安装变形量 ( 1 0 )12FFfl e(1-14) 1fl 安装变形量 2e 实际弹簧刚度 1F 安装载荷 c) 试验变形量 02Fs Ffls e(1-15) nts弹簧 CAD 软件的开发 12 d) 工作变形量 022FFfl e(1-16) F 弹簧工作载荷 1.6 数表处理 机械设计中用到的公式，有些非常复 杂。为了节省手算时间，又能直观地 达 参数 间的关系及变化规律，才编制成数表或线图。在弹簧设计过程中，多处运 用 了数据库表。例如在材料选择部分，对于不同的材料，不同的载荷类型，弹性 模 量、切变模量、硬度、温度都做相应的变化，运用传统的编程将会变得很烦琐 而 且很难实现。故采用 VB的 数据库技术，然后调用数据库表就可以了。 现举例如 表 1-1所示 ： 材料名称标准 切变模量G(GPa) 弹性模量E(GPa) 推荐硬度范围(HBc) 推荐温度范围 碳素弹簧钢丝 GB4357B 级 79 206 - -40 130 琴钢丝 YB/T5101G1组 79 206 - -40 130 弹簧用不锈钢丝 YBD(T)11 A 组 71 193 - -200 300 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝YB/T5102 79 206 - -40 150 油淬火回火碳素弹簧钢丝 YB/T5103 A类 79 206 - -40 150 油淬火回火硅锰弹簧钢丝 YB/T51043 A类 79 206 - -40 200 阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝YB/T5105 79 206 - -40 250 阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝YD/T5108 79 206 - -40 210 硅青铜线 GB3121 41 93.2 HB90 100 -40 120 锡青铜线 GB3124 40 93.2 HB90 100 -250 120 碳素弹簧钢丝 GB4357C 级 79 206 - -40 130 碳素弹簧钢丝 GB4357D 级 79 206 - -40 130 nts 13 材料名称标准 切变模量G(GPa) 弹性模量E(GPa) 推荐硬度范围(HBc) 推荐温度范围 琴钢丝 YB/T5101G2组 79 206 - -40 130 琴钢丝 YB/T5101F 组 79 206 - -40 130 弹簧用不锈钢丝 YBD(T)11 B 组 71 193 - -200 300 弹簧用不锈钢丝 YBD(T)11 C 组 71 193 - -200 300 油淬火回火碳素弹簧钢丝 YB/T5103 B类 79 206 - -40 150 油淬火回火硅锰弹簧钢丝 YB/T51043 B类 79 206 - -40 200 表 1-1 弹簧常用材料的力学性能 a) 表 1-1的创建 首先 ，在一数据库中新建一张表，定义表的名称为 弹簧常用材料的力学性能 ，然后，给这张表定义五个字段名，分别为材料名称标准、切变模量 G（ GPa） 、弹性模量 E（ GPa） 、推荐硬度范围（ HRC）、推荐温度范围。最后分别输入每一行的内容，这张表就创建好了。 b) 表 1-1的调用 在弹簧设计中，要想调用上张表， 运用 DATA控件 ，将 databasename 属性改为有效数据库名，将 RecordSource 属性改为该数据库中的表“弹簧常用材料的力学性能”，然后将 Text3控件 、 Text4控件和 Text8控件 的 datasource 属性改为 DATA 控件名， datafield 属性改为该表中某一字段名，按照此方法调整各控件的属性，就可以了调用该表了。 在设计时编程如下： Dim cr1 As String Dim curr1 As String name1 = Combo1.Text curr1 = Data1.Recordset.Bookmark cr1 = 材料名称标准 = & & name1 & Data1.Recordset.FindFirst (cr1) txml = Val(Text3.Text) Dim name2 As String Dim cr2 As String nts弹簧 CAD 软件的开发 14 Dim curr2 As String name2 = Combo1.Text curr2 = Data2.Recordset.Bookmark Text2.DataField = 切变模量 cr2 = 材料名称标准 = & & name2 & Data2.Recordset.FindFirst (cr2) klqd = Val(Text4.Text) qyl = Val(Text8.Text) nts 15 2 关键技术 2.1 面向对象的程序设计语言 Visual Basic 6.0 Visual Basic 6.0 是微软公司可视化系列开发工具中的产品，是 Windows 应用程序最简便、最快捷的开发工具之一。 在该软件的开发过程中， 重点 运用了VB6.0的 特点 有 ： a) 结构化的程序设计 VB 具有丰富的数据类型、众多的内部函数和结构化程序结构，而且简单易学。例如在计算螺旋伸角时运用了反正切函数。 b) 支持多种数据库系统的访问 利用数据控件或 ODBC 能够访问的 数据库系统有， Microsoft Access、 Btrieve、dBASE、 Microsoft FoxPro和 Paradox等，也可访问 Microsoft Excel 、 Lotusl-2-3等多种电子表格。 例如在材料选择部分运用了 Access的数据库技术。 c) 新增了多个应用程序向导 VB 新增的应用程序向导可以自动创建不同类型、不同功能的应用程序。 例如在该软件制作过程中，运用了 VB数据向导、 Web浏览器等。 2.2 数据库技术 的应用 在弹簧 CAD软件的开发过程中多处运用到数据库访问技术。 在材料的 选择部分以及菜单项的 数据管理使用了 Access 数据库。 在该软件的开发过程中我利用数据库的目的是操作方便，更加有利于二次开发。当有新的 弹簧材料出现或有旧的弹簧材料被淘汰时，我们不需要更改源程序只要在数据库中添加或删除就可以了。 数据库是按照一定方式组织并存储的信息集合。表是数据库的组成单元，一个数据库是由一个或多个表组成；每个表包含若干个记录，每个记录包含若干个字段。表是用“域”表示表的一列，用“记录”表示表的一行。 用户可以通过设置为数据库设置一个或多个索引，由数据库引擎通过这些索引对数据库进行查找、排列和 过录。 通过关键字来建立表与表之间的关系， Visual Basic 中这些相关表的集合称为关系数据库。通过“结构化查询语言 SQL”来和数据库对话。 为了提高 Visual Basic 6.0 应用程序对数据库的操作能力， Visual Basic 6.0系统提供了一些对象： Data 、 DataGrid 、 Datalist和 DataCombo。最常用的是 Data 控件，通过它用户可以快速的处理各式各样的数据库，使得设计人员省下一堆程序代码编写的工作，能够很轻松地设计及维护数据库内容。但 Data控件提供的功能只是链接某一 数据库并实现一些数据库操作，它本身无法显示数nts弹簧 CAD 软件的开发 16 据库各记录的内容，必须有 Visual Basic 提供另外的工具以方便用户对记录进行编辑和浏览，这些工具在 Visual Basic 系统中称为数据感知控件。只需将此类控件的 DataSource 属性设置为一个有效的数据库名， DataField 属性设置为此有效数据库中的一个有效字段名，则该对象就可以感知数据库的某个字段了。 按以下步骤可以创建简单的数据库应用程序： a) 把 Data 控件添加到窗体中。 b) 设置其属性以指明从哪个数据库和表中获取信息。 c) 添加各种绑 定控件（如各种文本框、列表框和“绑定”到 Data 控件的其它控件）。 d) 设置绑定控件的属性以指明要显示的数据源和数据字段。 运行应用程序时，这些数据绑定控件会自动显示出数据库当前记录的各个字段。 Microsoft Access 在创建 Jet 数据库时使用更广泛。它为建立表、索引、查询和表的关联提供了一个很好的可视化界面。 Visual Basic 可以处理用各种Access 版本创建的数据库；当然，要处理 32 位的数据库，必须使用 Access95或更高的版本。 下面是创建一个数据库表的基本步骤： a) 打开“ 外接程序”菜单的“可视化数据管理器”，进入到 VisData 窗口。b) 选择 VisData 窗口“文件”菜单中的“新建”，并选择“ Microsoft Access”项。此时会出现一个“保存”对话框。 c) 为将要建立的数据库设置文件名和保存路径。 d) 保存完文件名和路径后， VisData 窗口中会出现两个子窗口：“数据库窗口”和“ SQL 语句”，如图 2-1所示。 图 2-1 数据库窗口 nts 17 e) 用鼠标单击 Properties项，出现了上图中的快捷菜单，单击“新建表” 项打开“表机构”窗体，如图 2-2所示 。按照下图 2-2对话框的提示，输入表的名称，生成用户所需要的表。 f) 输入表的名称，单击“添加字段”按钮，出现“添加字段”窗体，如下图 2-3所示。然后输入域名，并设置域名的数据类型，每设置好一个域，就按“确定”按钮，在将所有的域都设置好后，按“关闭”按钮返回“表结构”窗体。若无其它的设置，按“表结构”窗体的“生成表”按钮。这样就建立了一个简单的表。这样就建立了一个表，但无任何记录。若数据库中不止一个表，则重复步骤 e)、 f)。如图 2-3 所示。 图 2-2 表结构 nts弹簧 CAD 软件的开发 18 图 2-3 添加字段 依次输入表的各个字段名，然后生成表，再在这张表中输入具体的内容，这张表就做好了。该软件中的弹簧材料特性等一些表就是利用这种方法建成的。然后运用 VB本身提供的数据控件等，并通过简单的编程就可调用了。 2.3 接口技术 AUTOCAD 从 R14 版本起加入了 Active X 自动化服务功能（ Active X Automation Server Capabilities） ，而 VB 又是最为常用的支持 Active X Automation 技术的开发工具，以它作为开发工具，使 AUTOCAD 与 其它 Windows应用程序的数据共享变得非常简单。由 VB调用 AUTOCAD 软件包，采用链接方式，将绘图命令作为数据传送到 AUTOCAD软件包中， AUTOCAD 软件包接到数据（绘图命令）后，给出反映并进行绘图，从而完成软件的绘图功能。绘图所需参数一般来源于设计手册和国家标准，许多参数是以表格形式给出的，把这些数据参数建立数据库表，可使绘图程序代码简化，同时可提高程序的通用性。利用数据库的索引、关联汇总生成总明细表、标准件表、通用件、外构件表将变轻而易举。 VB具有较强的数据库管理和操作功能，可以在 VB环境 下利用 Visual DATA Manger 建立一个 Access 型数据库，通过给用户提供的参数，输入相应的参数，并将参数存入数据库中。间接得到绘图所需的参数。由于时间和技术问题，此留住二次开发应用。 为了更好的建立 AUTOCAD的对象模型，应对其作一定的了解。 AUTOCAD 以 层 次结构 组 织 对象 的 ，其最 顶 层 是 Application, 下面是Preferences 、 Document 、 Menubar、 menugroups 等。其中 Document 下面包括Blocks、 Modelspace、 paperspace 、 layers utility等。 nts 19 使用 VB调用 AUTOCAD 的方法： a) 在 VB 中选取“工程”菜单中的“引用” ，在“引用”对话框中选择“ AUTOCAD2004 Object Library、 AUTOCAD/ Object DBX Common Object Library” ,在引用项目中加入 AUTOCAD2004 Object Library 后，在 VB中用“视图”菜单中的“对象浏览器”来查看可使用的 AUTOCAD 物件，只要物件可以浏览，则 Visual Basic 可以使用此物件。 b) 调用 AUTOCAD 程序清单 Option Explicit Dim acadapp As Object Dim preference As Object Dim paspace As Object Dim acaddoc As Object Dim mospace As Object Private Sub Command1_Click() On Error Resume Next 容错处理 Set acadapp = GetObject(d:autocad2004, AutoCAD.Application) If Err Then Err.Clear 清除处理 Set acadapp = CreateObject(AutoCAD.Application) End If If Err Then MsgBox Err.Description Exit Sub End If acadapp.Visible = True Set preference = acadapp.Preferences Set acaddoc = acadapp.ActiveDocument Set mospace = acaddoc.ModelSpace Set paspace = acaddoc.PaperSpace End Sub 上面的程序经调试成功，说明 VB应用程序和 AUTOICAD之间的 DDE 通道的建立是可行的，为二次开发中的绘图功能提供了技术支持。 2.4 网页的制作 及调用 DHTML（ DYNAMIC HTML）是一系列网络技术标准集。 DHTML 应用程序允许编nts弹簧 CAD 软件的开发 20 写的 Visual Basic 代码来响应 DHTML页面上的操作，而不必把处理传给服务器。 DHTML 应用程序是一个 Visual Basic 应用程序，它在一个交互的、基于浏览器的应用程序中使用一中 DHTML和已编译 Visual Basic代码组合。一个 DHTML应用程序驻留在浏览器所在的机器上，它在那里解释和响应浏览器中最终用户执行的操作。 DHTML 应用程序使用 Visual Basic 代码执行大多数相当于以前用脚本 CGI处理和其它 Internet 应用程序开发方法来完成的处理，并且其中大多数处理不传到服务器即可完成。总而言之， DHTML 应用程 序允许开发者和最终用户按一种新的方式和 WEB页面来进行交互。但是 DHTML应用程序必须运行在 IE4以上。 DHTML 即动态 HTML，并不是一种新的语言，而是一种扩充功能的 HTML。在HTML中，页面的内容依靠服务器来改变。有了 DHTML，页面中的元素就可以由浏览器来改变或操纵，这就是“动态”的含义。所有的 HTML元素，都可以在 DHTML中使用。 在 DHTML中，开发人员可以通过编写代码或某种类型的模板系统来手工制作Web页面，而且页面外观在文档编写完成后就可固定。但是，这种限制有时过于苛刻，使设计的 页面过分呆板，并远远落后于实际需要。除了该语言的动态特性外， DHTML还可以用来维护 Web应用程序的状态。对于 DHTML文挡，每当需要处理下一个页面时，客户和服务器就要开始一个新的会话，并且要把所需要的各种信息传给服务器，即所谓的非正式连接。这样，当客户浏览多个页面时，会浪费许多时间。而在 DHTML 中，可以通过页面本身来维护状态，而不必依赖服务器、Cookies或页面中隐藏数据。在这种情况下，浏览器本身已成为一个状态管理器，它为当前装入的页面和服务器提供信息，让它们决定下一步的操作。这些问题之所以能在 DHTML中得到解决，是因为 Visual Basic 可以在应用程序运行过程中跟踪所有的信息，即维护状态。 Visual Basic 6.0提供了一个动态 HTML 类型的工程模板，利用该模板可以方便地建立 DHTML 的应用程序。要使用 DHTML 页面设计器，可在新建工程时选择DHTML应用程序模板，打开 DHTML页面设计器 。 该技术的应用已经成熟， 还可以通过 Frontpage 来制作网页，但前提得先安装 Office 2000,利用该方法制作更方便。本软件是利用这个方法来制作网页，简单易懂，操作方便。将网页做好 后， 然后在工程中添加 Web 浏览器，只要将MDIChild属性该为 False,再把 Text中输入需调用网页的地址。 通过这些方法，我们可以很方便的运用该技术，来实现弹簧软件的帮助主题。 nts 21 3 软件开发 3.1 开发平台的选择 3.1.1 软件开发概述 软件开发具有三个特性： a) 创造性 软件开发具有一次性特点，通常没有或很少以往的经验可以借鉴，执 行中有许多未知因素，每个因素又常常带有不确定性，因而既要承担风险又必须发挥创造性，这也是它与一般重复工作的区别。 b) 复杂性 软件开发一般需要跨越多 个组织、需要运用多种学科的知识，结合多种技术，还需要将多种学科的知识，结合多种技术，还需要将不同背景、来自不同组织的人员有机地组织在项目组内，在技术性能、成本、进度等较为严格的约束条件下实现项目目标，这些因素都决定了软件开发的复杂性。 c) 时效性 软件开发要求在规定的期限内达到预定目标，一旦目标实现，项目就失去了起存在的意义，因此软件开发有一定的寿命周期。 由于以上特性，软件开发曾一度和当前很多科研项目一样具有很大的随意性。然而，仅仅几十年历史的软件产业以发展出许多优秀的开发方法，究其 原因，有如下两点： a) 软件开发需要很高的精确性，代码中一个错误的字母或符号都会导致整个系统的崩溃，因此，一定要遵循严格的开发方法才可能完成软件项目。 b) 二软件是当前信息经济的基础，软件开发的规模非常庞大以至于形成了一个巨大的产业。而产业化的特征就是工程准则和标准化制造方法。 3.1.2 软件开发方法 当前世界有很多中软件开发方法，在该软件的开发平台中我们选择了用Visual Basic 6.0 作为设计平台。众所周知， Visual Basic 语言它拥有四项 主要技术特点： a) 提供了易学易用的应用程序集成开发环 境 在 VB 集成开发环境中，用户可设计界面、编写代码、调试程序，直至把应用程序编译成可执行文件，在 Windows中运行，使用户在友好的开发环境中工作。 b) 具有面向对象的可视化设计工具 在 VB 中，应用面向对象的程序设计方法（ OOP），把程序和数据封装起来视为一个对象，每个对象可视的。程序员在设计时只需用现有工具根据界面设计的nts弹簧 CAD 软件的开发 22 要求，直接在屏幕上“画”出窗口、菜单、按钮、滚动条等不同类型的对象，并为每个对象设置属性。程序员的编程工作仅对对象要完成哪些功能的程序，因而程序设计的效率可提高许多。 c) 支 持多种数据库系统的访问 利用数据控件或 ODBC 能够访问的数据库系统有， Microsoft Access、Btrieve、 dBASE、 Microsoft FoxPro和 Paradox等，也可访问 Microsoft Excel 、Lotusl-2-3等多种电子表格。 d) Active 技术 Active 技术发展了原有的 OLE技术，它使开发人员摆脱了特定语言的束缚。可方便地使用标准的 Active 部件，调用标准的接口，实现特定的功能。 另外， Windows 应用程序之间的数据通信方式有三种： 利用煎贴板完成数据交换、 动态数据交换（ DDE）、 对象链 接和嵌入（ OLE） 。 由于 VB与 AUTOCAD 都支持以上三种通信方式，另外， Visual Basic 总共可取得 AUTOCAD 约 70 个对象，这些对象共有五百多个方法和属性。 AUTOCAD 按层次来组织这些对象，其中 Application 对象处于该层次的顶端，所以其它对象都是 Application 的“孩子”。操作一个特定的对象必须从 Application 对象开始，再到它的子对象（ Document 对象和 Preferences对象），一直下去直到要操作的特定对象。接 下来就可以用该对象的属性和方法来创建或修改对象的属性特征。 故 选择 Visual Basic 平台。 3.2 总体设计 3.2.1 功能模板 在 Visual Basic 6.0 版本平台上， 给定部分弹簧设计参数，参考机械设计手册中的设计公式设计出合格的弹簧。该软件具有易用性、交互式、通用性等优点，另外给后续开发人员留有很大的开发空间，比如说绘图等。界面设计从使用者的角度出发，采用 Visual Basic 语言，以对话框的形式，根据弹簧的类型（压缩还是拉伸）以及弹簧建模过程中调到的参数进行设计。对话框中的部分数据可从数据库中调用 ,一些标准也可在下拉列表中直接选取。 3.2.2 总体工作 框图 总体设计时，按照从总体到具体，再从具体到总体的设计思路。 “弹簧设计 ” 包括“拉伸弹簧设计”和“压缩弹簧设计”，他们包括六大块，具体的每一块都对应一个或多个窗体界面，如图 3-1所示： nts 23 图 3-1 总体工作 框图 3.2.2.1 设计信息 设计信息窗体中包括设计者的姓名、设计单位 、设计日期、设计时间 。 3.2.2.2 设计参数 设计参数窗体中包括安装载荷 (要求 )F1、安装高度 H1、工作载荷 (要求 ) F2、工作行程 h、要求 刚度 k、载荷作用次数 N、 载荷类型 。 3.2.2.3 选择材料 选择材料窗体中包括材料名称 Name 、切变模量 E、切变模量 G、抗拉强度 、许用切应力 b。 这个窗体界面中将涉及到数据库的创建及数据库的调用。数据库类型为Microsoft Access 。 3.2.2.4 端部型式 端部型式窗体中将包括端部型式 sType、压并圈取值范围 n2、压并圈数 n2 3.2.2.5 设计弹簧 设计弹簧大窗体中将涉及到钢丝直径的计算窗体、弹簧中径的计算窗体、有效圈数的计算窗体。其中钢丝直径 的计算窗体包括工作载荷、平均许用切应力、旋绕比，然后根据计算公式计算曲度系数 K、钢丝直径计算值等。弹簧中径的计算窗体中将包括钢丝直径、旋绕比，然后根据计算公式计算出弹簧中径。有效圈数窗体中将包括弹簧切变模量 G、弹簧中径 D、旋绕比 C、要求弹簧刚度，通过计算公式来计算有效圈数 n,根据有效圈系列 n正确选择弹簧有效圈。 3.2.2.6 校核弹簧 校核弹簧大窗体中将涉及到安装变形量 f1、工作变形量 f2 、试验变形量 fs、最小变形比 f1/fs、最大变形比 f2/fs 弹簧特性、最小切应力 min、最大切 应力 max、切应力特性系数 、最大切应力比抗拉强度 max/ b 、弹nts弹簧 CAD 软件的开发 24 簧疲劳强度 Tq、弹簧自振频率 n、共振要求 Tg等。 以上六大块中的有些参数是全局变量，如弹簧刚度、安装载荷、载荷作用次数、许用切应力等等。 3.2.3 特点 3.2.3.1 该软件使用方便 该软件克服了设计者传统的设计理论，充分利用计算机对信息的处理能力，形成了面向
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