搜索起重機起升機構(gòu)可視化CAD軟件開發(fā)方法
2013-05-25 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
隨著各種先進(jìn)計算技術(shù)以及計算機的廣泛應(yīng)用,人們需要對科研和生產(chǎn)中信息源產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析和解釋,對建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理解和判斷.大量信息因人們無法理解或來不及理解而擱置或消失,從而阻礙了科學(xué)研究和工程技術(shù)的進(jìn)展,影響了科學(xué)發(fā)現(xiàn)和工程討一算的交流.可視化技術(shù)因此應(yīng)運而生一可視化是一種特殊的計算方法,它把數(shù)字符號轉(zhuǎn)換為幾何圖像或圖形,使研究者能夠觀察它們的模擬和計算過程,并進(jìn)行交互控制.科學(xué)計算可視化為人們提供一種發(fā)現(xiàn)不可見信息的方法,豐富了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程,給予人類深刻與意想不到的洞察力,從而使科學(xué)家們的研究方式發(fā)生了根本變化.
起重機起升機構(gòu)傳統(tǒng)設(shè)計需要工程技術(shù)人員手工計算,工作量大,設(shè)計效率低,常常需要做重復(fù)性的工作,并且易出錯,起重機起升機構(gòu)傳統(tǒng)編程設(shè)計因用戶通常看不到設(shè)計計算過程,一般也不能對其進(jìn)行人工干預(yù),用戶所能看到的只能是數(shù)值計算結(jié)果,所以很不直觀.而且這種結(jié)果通常是唯一的,既不能調(diào)整,也不能改變.當(dāng)計算結(jié)果不符合某些標(biāo)準(zhǔn)或特殊要求時,工程技術(shù)人員往往要重新計算,費時費力.因此,采用可視化設(shè)計方法和技術(shù)對傳統(tǒng)設(shè)計、傳統(tǒng)編程設(shè)計進(jìn)行技術(shù)提升,以生產(chǎn)出質(zhì)高價廉、輕巧美觀的起重起升機構(gòu),縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的競爭力和技術(shù)創(chuàng)新能力.基于此,本文以通用橋式起重機起升機構(gòu)為對象,進(jìn)行起升機構(gòu)的可視化設(shè)計.
1.關(guān)鍵技術(shù)
1 .1數(shù)據(jù)可視化(data visualization)技術(shù)
數(shù)據(jù)可視化技術(shù)指的是運用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將數(shù)據(jù)及其規(guī)律以圖形或圖像方式在屏幕上顯示出來,并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù).它涉及到計算機圖形學(xué)、圖像處理、計算機輔助設(shè)計、計算機視覺及人機交互技術(shù)等多個領(lǐng)域.在科學(xué)計算可視化(visualization in scientific computing)中,科學(xué)家們不僅需要通過圖形圖像來分析由計算機算出的數(shù)據(jù),而且需要了解在計算過程中數(shù)據(jù)的變化.
可視化的實現(xiàn),無論在科學(xué)上、工程上還是在技術(shù)經(jīng)濟上或社會效益上都具有重大的意義,表現(xiàn)在①大大加深了人類對數(shù)據(jù)的理解和利用.它能使人們觀察到在傳統(tǒng)的科學(xué)計算或工程設(shè)計中難以觀察到的現(xiàn)象和規(guī)律.②大大加快了數(shù)據(jù)的處理速度,使龐大的數(shù)據(jù)得到有效的利用.③大大加強了工程設(shè)計的直觀性,大大減少了工程設(shè)計的試驗費用.④人們不僅能得到計算結(jié)果,而且能知道在計算、設(shè)計過程中發(fā)生了什么變化,并可改變參數(shù),觀察其影響,對計算、設(shè)計過程實現(xiàn)引導(dǎo)和控制.
可視化過程與計算過程同時進(jìn)行,隨著計算的進(jìn)行,計算的中間結(jié)果和最終結(jié)果可以及時地顯示.因而,為便于查錯和實時監(jiān)視,具有一定的交互性,對計算中的錯誤也可及早發(fā)現(xiàn),一旦出現(xiàn)異?？梢越K止計算過程.用戶使用效率高、等待時間少.數(shù)據(jù)計算與可視化并發(fā)進(jìn)行,通過修改計算過程中的參數(shù),可直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和引導(dǎo),計算與可視化全過程是充分交互的.
1 .2數(shù)據(jù)庫讀取技術(shù)
在起重機CAD軟件開發(fā)過程中,對于相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)采用了數(shù)據(jù)庫讀取技術(shù).使用數(shù)據(jù)庫讀取技術(shù)可以自由、準(zhǔn)確、高效地完成查詢、存儲數(shù)據(jù)等功能.數(shù)據(jù)訪問對象是訪問數(shù)據(jù)庫的主要方法之一,常見的數(shù)據(jù)訪問對象有數(shù)據(jù)訪問對象(DAO)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對象(RDO)、直接連接到數(shù)據(jù)庫(ODBC)、通向不同數(shù)據(jù)源的低級應(yīng)用程序接口(OLEDB)ActiveX數(shù)據(jù)對象(ADO) .
本論文采用ADO方式讀取數(shù)據(jù)庫.ADO是基于ActiveX控件技術(shù)的數(shù)據(jù)訪問對象,它通過OLE DB數(shù)據(jù)提供的程序來獲取數(shù)據(jù),所以它繼承了OLE DB,的高速性,同時ADO也簡化了OLEDB的操作,OLE DB的程序中使用了大量的COM接口,而ADO封裝了這些COM接口,所以ADO是一種高層的數(shù)據(jù)訪問技術(shù).
1.3 COM接口技術(shù)
COM是微軟提出的一種規(guī)范和實現(xiàn),它是跨語言的組件對象模型COM已成為微軟軟件技術(shù)的基礎(chǔ),在Windows操作系統(tǒng)本身和Office應(yīng)用程序中都廣泛采用了COM接口技術(shù),而且在這些系統(tǒng)中還提供了它們的COM組件對象以使開發(fā)者能夠集成它們.COM接口技術(shù)是繼模塊化、結(jié)構(gòu)化和面向?qū)ο蠹夹g(shù)之后發(fā)展起來的又一新的軟件開發(fā)技術(shù)值得強調(diào)的是COM接口技術(shù)與面向?qū)ο蟮木幊陶Z言不同,它采用的是一種二進(jìn)制代碼級的標(biāo)準(zhǔn),而不是原代碼級的標(biāo)準(zhǔn),這使得軟件復(fù)用不再僅限于一種編程語言或一個操作系統(tǒng).
1.4參數(shù)化生成計算說明書
本文提出了一種使用COM接口技術(shù)的方法來操作Word文檔,自動生成計算說明書的方案該方案通過Microsoft提供的(;OM接口可以定制出圖文并茂的計算說明書,編程簡單靈活,結(jié)構(gòu)化能力強,文件形式較為簡單.其優(yōu)點為:①可以使計算說明書實現(xiàn)參數(shù)化,②可以使計算說明書實現(xiàn)圖文并茂.③縮短了計算說明書編制的周期,節(jié)約了設(shè)計成本.④減少了手工輸人數(shù)據(jù)容易出錯的可能性.⑤提高工作效率,加快了產(chǎn)品的開發(fā)
2在起重機起升機構(gòu)CAD系統(tǒng)中的應(yīng)用
起重機起升結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動裝置、傳動裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成.本論文設(shè)計內(nèi)容如圖1所示.起升機構(gòu)的計算是在給定了設(shè)計參數(shù),并將布置方案確定后進(jìn)行的.具體的設(shè)計案如圖2所示,通過計算選用機構(gòu)中所需要的標(biāo)準(zhǔn)零部件(如電動機、制動器、減速器、聯(lián)軸器與鋼繩等),對非標(biāo)準(zhǔn)部件還須作進(jìn)一步的強度與剛度等計算.同時規(guī)劃起升機構(gòu)各模塊尺寸驅(qū)動參數(shù),確定主動參數(shù)和驅(qū)動參數(shù).將計算及校核結(jié)果輸出到對話框界面上,計算進(jìn)程和結(jié)果對用戶完全透明.
起重機起升機構(gòu)的設(shè)計計算中,應(yīng)保證有友好的人機交互界面,從而增加工程設(shè)計的吸引力.人機交互界面的設(shè)計應(yīng)當(dāng)有良好的視覺效果、信息反饋及容錯性.
參數(shù)及設(shè)計指標(biāo)集成在一個界面上,如圖3所示.用戶可以改變起重量、起升高度、工作級別、起升速度、鋼絲繩直徑、標(biāo)準(zhǔn)滑輪直徑及電動機極數(shù)這幾個參數(shù),這些參數(shù)的改變所引起的設(shè)計指標(biāo)的變化能夠?qū)崟r地反映在屏幕上(不用點確定).如果用戶對設(shè)計結(jié)果滿意,點下確定鍵,系統(tǒng)就會自動調(diào)用Word,輸出計算說明書.這樣設(shè)計人員就能輕松地塑造自己中意的起重機起升機構(gòu).
3可視化設(shè)計的發(fā)展趨勢及結(jié)論
理論模型是可視化的核心,感知性是可視化系統(tǒng)實現(xiàn)的目標(biāo),并行處理與分布處理是可視化系統(tǒng)的需要,系統(tǒng)的軟、硬件是可視化實現(xiàn)的手段,標(biāo)準(zhǔn)化是可視化發(fā)展的必然趨勢.
本文利用可視化的思想,結(jié)合數(shù)據(jù)庫及COM接口技術(shù),實現(xiàn)了商品化CAD軟件下開發(fā)起重機起升機構(gòu)CAD軟件的方法.通過利用VC以及Word2000軟件提供的COM接口,在其基礎(chǔ)上完成了起重機起升機構(gòu)的設(shè)計計算,大大提高了起升機構(gòu)的設(shè)計效率,縮短了開發(fā)周期.
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