參數(shù)化思想在工業(yè)鍋爐CAD中的綜合運(yùn)用

2013-05-23 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線(xiàn)

李九如來(lái)源:萬(wàn)方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:工業(yè)鍋爐CAD 工具化參數(shù)化

提出了利用AutoLISP程序?qū)崿F(xiàn)的參數(shù)化技術(shù),并把工具化和參數(shù)化思想應(yīng)用于工業(yè)鍋爐CAD的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,具體闡明了它們?cè)诠I(yè)鍋爐零部件CAD開(kāi)發(fā)中的實(shí)現(xiàn)。

在工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)繪圖的過(guò)程中,需要完成爐墻、鋼架、爐排和省煤器等零部件的繪制,這些零部件在圖紙上分布的比較零亂,在每張圖紙上的繪制也有變化,且較復(fù)雜,它們的繪制非常需要得到繪圖軟件的幫助.本文開(kāi)發(fā)的工業(yè)鍋爐CAD系統(tǒng)(Industrial Boiler CAD System,IBCS)根據(jù)每個(gè)零部件不同的特點(diǎn),綜合運(yùn)用了工具化和參數(shù)化技術(shù),結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需要進(jìn)行了開(kāi)發(fā),建立了工具圖形庫(kù),把在繪圖中常用的零部件納入工具庫(kù)中,使設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)提取,達(dá)到實(shí)用的目的,實(shí)現(xiàn)了"工具隨手可得并動(dòng)態(tài)可用"的開(kāi)發(fā)理念.

    1 開(kāi)發(fā)思想概述

工具化的開(kāi)發(fā)思想是為繪圖提供工具集,實(shí)現(xiàn)"工具隨手可得",就是建立大量的"靜態(tài)圖塊",方便用戶(hù)調(diào)用.但是圖塊內(nèi)部的相對(duì)尺寸不可改變,在一定程度上限制了軟件功能的發(fā)揮.

參數(shù)化的開(kāi)發(fā)思想相當(dāng)于建立"動(dòng)態(tài)圖塊",實(shí)現(xiàn)圖形模塊"動(dòng)態(tài)可用"就是將圖形的尺寸與一定的設(shè)計(jì)條件相關(guān)聯(lián),即將圖形的尺寸看成是"設(shè)計(jì)條件"的函數(shù),當(dāng)設(shè)計(jì)條件變化時(shí),圖形尺寸便會(huì)隨之得到相應(yīng)的更新.這樣,當(dāng)設(shè)計(jì)人員改變圖形中的某些結(jié)構(gòu)尺寸時(shí),相應(yīng)的圖形模塊就會(huì)自動(dòng)、快速地生成,實(shí)現(xiàn)了圖形的全尺寸驅(qū)動(dòng)功能.利用AutoLISP語(yǔ)言編程可以實(shí)現(xiàn)智能的參數(shù)化程序設(shè)計(jì),參數(shù)化思想可解決"靜態(tài)圖塊"中內(nèi)部相對(duì)尺寸不可改變的問(wèn)題,可使設(shè)計(jì)速度加快、準(zhǔn)確而直觀(guān),能提高設(shè)計(jì)人員的工作效率,達(dá)到事半功倍的效果.

    2 爐墻的繪制

工業(yè)鍋爐的爐墻是附著在水管系統(tǒng)之上的起密封、保溫和形成煙氣通道作用的部件,因此它的形狀也就受到水管系統(tǒng)的制約,以致于千差萬(wàn)別;它通常分別由紅磚、耐火磚及絕熱材料等構(gòu)成,在圖紙上表達(dá)為不同的剖面線(xiàn)形式.通常進(jìn)行繪圖時(shí)是根據(jù)定性、定位尺寸先畫(huà)出爐墻的外框,然后再在里面打上剖面線(xiàn),并且還要考慮線(xiàn)條粗細(xì)的要求,比較繁瑣,效率很低. IBCS針對(duì)工業(yè)鍋爐爐墻的特點(diǎn),分析了每一類(lèi)爐墻的共性,突破了傳統(tǒng)的繪圖方式,利用參數(shù)化思想對(duì)其進(jìn)行了開(kāi)發(fā),給出了常用爐墻的多種參數(shù)化形式,這使IBCS中爐墻的繪制獨(dú)具特色,提高了智能化水平.

    在進(jìn)行爐墻繪制時(shí),通過(guò)菜單調(diào)用,出現(xiàn)如圖1所示對(duì)話(huà)框.

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圖1 爐墻選型對(duì)話(huà)框

在該對(duì)話(huà)框中,每種爐墻都是以圖像按鈕的形式出現(xiàn)的,上面給出了相應(yīng)的幻燈片,設(shè)計(jì)人員使用起來(lái)形象、直觀(guān).該對(duì)話(huà)框給出了常見(jiàn)的多種爐墻形式,每一種爐墻形式都對(duì)應(yīng)著一個(gè)參數(shù)化程序,用戶(hù)可根據(jù)繪圖的需要,選擇相應(yīng)爐墻形式并給出結(jié)構(gòu)尺寸,然后把各種形式的爐墻進(jìn)行組合就可以完成妒墻的"搭積木式"繪制,該部分采用開(kāi)放結(jié)構(gòu),后續(xù)開(kāi)發(fā)人員可非常方便地添加其它的爐墻形式,增強(qiáng)IBCS的功能.

例如當(dāng)選取圖l中的最后一圖后,就會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的對(duì)話(huà)框,在這個(gè)對(duì)話(huà)框中用戶(hù)可給出這種形式爐墻具體的結(jié)構(gòu)尺寸和材料,以供參數(shù)化繪圖程序調(diào)用.點(diǎn)取OK按鈕后,就會(huì)自動(dòng)生成您所需要的爐墻,并自動(dòng)填充相應(yīng)的剖面線(xiàn)圖案,設(shè)計(jì)人員使用起來(lái)比較直觀(guān)、方便.

    3 鋼架的繪制

在工業(yè)鍋爐中常用的型鋼有槽鋼、角鋼和工字鋼,它們?cè)趫D紙上的表達(dá)不外乎就包括它們的三個(gè)視圈,只要能方便地調(diào)用不同種類(lèi)、不同型號(hào)型鋼的三個(gè)視圈,就能極大地方便用戶(hù), IBCS就是基于這種思想來(lái)開(kāi)發(fā)的[ I J在進(jìn)行鋼架的繪制時(shí),通過(guò)在下拉菜單上選取相應(yīng)種類(lèi)(例如槽鋼)并在其子菜單上選取相應(yīng)型號(hào)(例如12號(hào))的型鋼,就會(huì)出現(xiàn)如圖3的對(duì)話(huà)框.

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圖2 爐墻參數(shù)化特性尺寸輸入對(duì)話(huà)框

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圖3 鋼架繪制對(duì)話(huà)框

在對(duì)話(huà)框中選取相應(yīng)的視圖后,只需給出插入點(diǎn)和長(zhǎng)度(主視圖只需給出插入點(diǎn)),就可完成型鋼的添加,設(shè)計(jì)人員使用起來(lái)很靈活.

4 爐排的繪制

往復(fù)爐排爐中爐排的繪制也是一個(gè)使設(shè)計(jì)人員頭疼的問(wèn)題,重復(fù)工作量較大,而且很容易出錯(cuò).IBCS對(duì)解決這一問(wèn)題有突破,從而使設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選對(duì)比、選擇靈活,并且操作簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng).在繪制爐排時(shí),通過(guò)菜單調(diào)用,可出現(xiàn)如圖4所示的對(duì)話(huà)框.

IBCS在程序中考慮了六噸以上和六噸以下?tīng)t排片尺寸的不同和爐排片間距的不同,從而減少了相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入,使設(shè)計(jì)人員只要給出爐排傾角和片數(shù)以及起點(diǎn),就可在指定位置生成爐排,極大地方便了用戶(hù).

爐排繪制程序的設(shè)計(jì)思路是:根據(jù)用戶(hù)選擇

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圖4 爐排繪制對(duì)話(huà)框

爐排種類(lèi),利用AutoLISP程序調(diào)用相應(yīng)的圖塊,在用戶(hù)給出的插入點(diǎn)處插入該圖塊,并依據(jù)編輯框中輸入的爐排片數(shù)和規(guī)范中給定的爐排片間距進(jìn)行水平陣列,上面的操作設(shè)定在一新的圖層上進(jìn)行,以免對(duì)其它工作造成干擾;接著選中這一圖層上所有的物體(實(shí)際上只有爐排)依據(jù)編輯框中給出的水冷梁傾角進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而形成所需爐排.

5 省煤器的繪制

省煤器是工業(yè)鍋爐的重要組成部分,通常它的繪制比較復(fù)雜,重復(fù)工作量較大. IBCS 對(duì)常見(jiàn)的鑄鐵省煤器和鋼管省煤器的繪制均進(jìn)行了開(kāi)發(fā),大大提高了制圓的速度,有利于方案的優(yōu)選對(duì)比和修改.省煤器繪制程序的設(shè)計(jì)思路是:利用AutoLISP語(yǔ)言調(diào)用AutoCAD繪圖命令繪制出一個(gè)子單元,然后調(diào)用陣列ARRAY命令根據(jù)編輯框中輸入的橫向節(jié)距、縱向節(jié)距、橫向排數(shù)和縱向排數(shù)自動(dòng)進(jìn)行陣列繪制,完成全圖設(shè)計(jì)過(guò)程,具有一定的智能化程度,能提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)興趣.

在下拉菜單中分別點(diǎn)取"鑄鐵省煤器"和"鋼管省煤器"項(xiàng),就會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)如圖5和圖6所示的對(duì)話(huà)框.根據(jù)對(duì)話(huà)框中的提示修改數(shù)據(jù)并給出插入點(diǎn)后,即可完成操作.

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圖5 鑄鐵省煤器的繪制對(duì)話(huà)框

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圖6 鋼管省煤器的繪制對(duì)話(huà)框

6 結(jié)語(yǔ)
本文將工具化和參數(shù)化思想綜合運(yùn)用于工業(yè)鍋爐CAD的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,介紹了它們的實(shí)現(xiàn)模式,實(shí)現(xiàn)了"工具隨手可得并動(dòng)態(tài)可用"的開(kāi)發(fā)理念,提高了工業(yè)鍋爐CAD的智能化和自動(dòng)化水平.IBCS 的使用能把設(shè)計(jì)人員的主要精力轉(zhuǎn)移到方案的優(yōu)選和. 設(shè)計(jì)創(chuàng)新上來(lái),從而提高設(shè)計(jì)效率,縮短設(shè)計(jì)周期.為實(shí)現(xiàn)工業(yè)鍋爐技術(shù)與計(jì)算機(jī)智能繪圖技術(shù)的結(jié)合發(fā)揮了積極的作用,具有重要的工程實(shí)用意義.

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