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 來源:仿真在線

李九如來源:萬方數(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的開發(fā)過程中,具體闡明了它們?cè)诠I(yè)鍋爐零部件CAD開發(fā)中的實(shí)現(xiàn)。

在工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)繪圖的過程中,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)行了開發(fā),建立了工具圖形庫,把在繪圖中常用的零部件納入工具庫中,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"的開發(fā)理念.

    1 開發(fā)思想概述

工具化的開發(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)尺寸不可改變的問題,可使設(shè)計(jì)速度加快、準(zhǔn)確而直觀,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)為不同的剖面線形式.通常進(jìn)行繪圖時(shí)是根據(jù)定性、定位尺寸先畫出爐墻的外框,然后再在里面打上剖面線,并且還要考慮線條粗細(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),通過菜單調(diào)用,出現(xiàn)如圖1所示對(duì)話框.

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圖1 爐墻選型對(duì)話框

在該對(duì)話框中,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)人員使用起來形象、直觀.該對(duì)話框給出了常見的多種爐墻形式,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,該部分采用開放結(jié)構(gòu),后續(xù)開發(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)話框,在這個(gè)對(duì)話框中用戶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)的剖面線圖案,設(shè)計(jì)人員使用起來比較直觀、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、不同型號(hào)型鋼的三個(gè)視圈,就能極大地方便用戶, IBCS就是基于這種思想來開發(fā)的[ I J在進(jìn)行鋼架的繪制時(shí),通過在下拉菜單上選取相應(yīng)種類(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)話框.

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圖2 爐墻參數(shù)化特性尺寸輸入對(duì)話框

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圖3 鋼架繪制對(duì)話框

在對(duì)話框中選取相應(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),通過菜單調(diào)用,可出現(xiàn)如圖4所示的對(duì)話框.

IBCS在程序中考慮了六噸以上和六噸以下爐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.

爐排繪制程序的設(shè)計(jì)思路是:根據(jù)用戶選擇

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圖4 爐排繪制對(duì)話框

爐排種類,利用AutoLISP程序調(diào)用相應(yīng)的圖塊,在用戶給出的插入點(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)常見的鑄鐵省煤器和鋼管省煤器的繪制均進(jìn)行了開發(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)話框.根據(jù)對(duì)話框中的提示修改數(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)話框

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圖6 鋼管省煤器的繪制對(duì)話框

6 結(jié)語
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的開發(fā)過程中,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,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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