摘要:CAD的分析和查询工具可以提高设计的效率、准确性和科学性。文中以实例详细介绍了应用Pro/E和AutoCAD的分析和查询功能求解汽车胶管空间形状的过程。
关键词:Pro/E; AutoCAD; Analysis
1 引言
Analysis 是CAD提供的测量与分析工具,让用户掌握几何图形的各种信息,有效而准确地控制与确定图形。汽车上安装着燃油胶管、制动胶管、空调软管等多种用途胶管,管道连接需根据装配要求确定胶管的空间形状。为了易于布置、装配以及防止干涉,将管子设计成空间形状。胶管配套厂根据胶管的中心线、管径和弯曲半径制造模具。因此其中的关键是获得各管段的中心线端点的空间位置,如图1中的C1点至C6点。某胶管生产厂专门为国内轿车配套胶管,需按汽车制造厂提供的产品图纸和技术标准制造生产,主机厂常常通过电子图形文件与协作配套厂交流。
日前,主机单位传过来一IGES文件格式的胶管模型。我们知道, IGES是中性的几何模型文件,几乎所有的CAD软件都可输出或输入,但该格式只包含线和面的信息,而没有体的信息。我们在Pro/E打开该IGES模型,模型中没有中心线特征,也不能直接获取胶管的中心线空间位置。因此我们应用Pro/E 2000i的Analysis 功能和AutoCAD 2002中的查询命令ID确定了胶管中心线的空间位置。其过程如下:首先在Pro/E 2000i中,应用主菜单File->Import->creatnewmodel打开.igs文件。打开的胶管模型如图2,此胶管由5段直管和4段弯管组成。显示的Pro/Engineer模型树对话框只有两个特征项:基准坐标系和ImportFeatureid4特征。
通过尝试,不能通过拾取圆柱面建立中心线,也不能通过拾取端面圆建立中心基准点,因此采用以下求解过程:
(1)确定直管段端截面直径上两个端点。
(2)确定直管段直径的中心点,即中心线的端点。
(3)求弯管段中心线的交点。
2 计算分析过程
(1)创建直管段端截面直径的两个端点,参考图1。
将模型用线框方式显示,通过菜单管理器创建基准点。创建基准点方法为:
Part->Feature->Creat->Datum->Point->OnVertex,拾取端面圆周上某一点。
重复以上过程,连续将其它直径端点创建为基准点。
(2)测量基准点相对于坐标系的坐标。方法为:
主菜单:Analysis->Measure,弹出Measure窗口,如图3,其中Type选项选择Distance,From选项选择Point,并拾取被测点,To选项选择Coordinate System,并选取模型树中的坐标系,Projection Reference选项选择Coordinate System,并选取模型树中的坐标系,最后按下Computer按钮,在Results处看到计算结果,并按下Info按钮将结果保存。重复上述步骤,测量所有的直径端点。
(3)AutoCAD环境下绘制胶管中心线:
中心线分两步完成:
1)绘制直管段部分的中心线
为了提高效率,我们将直径端点坐标值存入文件中,再编制一个Lisp小程序一次性绘制出直管段端面的直径。
(Defunc:cen()
(Setqf(Open"""r"))
(Setqc1)
(While (<=c6)
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx1(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx2(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx3(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb))
(Setqsb(Read(Strcat"("(Read-linef)")")))
(Setqx4(Nth0sb)y1(Nh1sb)z1(Nth2sb)) (command"color"c)
(command "line"(list x1y1z1)(list x2y2z2)"")
(command "line"(list x3y3z3)(list x4y4z4)"")
(setqc(+c1))
)
)
然后在AutoCAD环境下交互式用line命令并捕捉每条直线的中点绘制出直管段部分的中心线。
2)确定弯管段中心线的拐点
弯管段中心线的拐点是相邻两段直管段中心线的交点,但是由于是空间线段,所以不能通过捕捉交点方法获得。
因此将中心线延长,用Trim命令进行剪切,再用点坐标查询命令ID,并用end方式捕捉端点,就获得了交点坐标值。
3 结束语
CAD使用人员常常关心对象或模型的生成方法和技巧,而忽略了CAD软件的分析功能。通过这个过程,我们体会到在设计中善于应用二维和三维CAD软件的查询和分析工具,可以提高设计效率和准确性,达到事倍功半的作用。
在Pro/E中Analysis->Measure功能还有CurveLengh用来测量线段的长度;Angel可以测量两个对象的夹角;Area用来计算曲面或实体的表面面积;Diameter测量曲面或实体表面上任意点的直径等等,另外Pro/ENGINEER的测量和分析工具还提供了Model Analysis、Curve Analysis、Surface Analysis等分析工具,获得模型的质量、重心、体积等信息;在AutoCAD中查询命令有:List列表显示选定对象的数据库信息、Dist测量两个点之间的距离和角度、Area计算对象或定义区域的面积和周长等等。
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