一種基于udf技術的壁板建模方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于UDF技術的壁板建模方法，采用UG軟件作為建模平臺，建立UDF庫；建立壁板的參數(shù)化特征模型，確定壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，建模步驟如下：依照壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，生成UDF；通過UG/OPEN API模塊開發(fā)用戶界面和用以調(diào)用生成的UDF的快捷按鈕；運行生成的程序，通過更改用戶界面內(nèi)各參數(shù)項的值，生成所需壁板模型。本發(fā)明所述的基于UDF技術的壁板建模方法，減少了建庫的編程工作量，方便后續(xù)擴充和修改庫內(nèi)的模型，而且可以得到良好的用戶界面，系統(tǒng)與模型庫相連接，實現(xiàn)標準數(shù)據(jù)自動選擇，用戶調(diào)用庫內(nèi)模型操作方便快捷，開放式的模型庫結(jié)構(gòu)使后續(xù)對庫內(nèi)容的修改與擴充也非常方便。
【專利說明】
-種基于UDF技術的壁板建模方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于火箭數(shù)字化制造領域，尤其是設及一種火箭壁板的建模方法。
【背景技術】
[0002] 新一代運載火箭采用一系列新材料、新方法、新工藝，提升產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性。膽 箱壁板網(wǎng)格采用機械銳切成形方式，進一步提升制造精度和加強質(zhì)量控制。隨著航天技術 的發(fā)展，生產(chǎn)研發(fā)任務日益增加，迫切要求實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設計，運就需要快捷、準確的完 成壁板建模工作?？焖俳Ｊ墙窈?D建模的趨勢，此方法簡單有效，而且具有一定的通用 性，可W降低工作量，提高工作效率，節(jié)省建模時間，提升企業(yè)競爭力?？焖俳＜夹g作為有 效提高生產(chǎn)效率的重要手段，包括模塊化建模技術、參數(shù)化建模技術等，正確并合理的利用 技術手段，W達到生產(chǎn)效率的成倍提高。目前國外多利用UG的二次開發(fā)技術在Visual C++ 上建立數(shù)據(jù)庫，W實現(xiàn)快速產(chǎn)品建模。因此，針對膽箱壁板模型實際情況，在建模過程中合 理分析模型特征，進行快速建模是提高壁板型腔設計效率的重要途徑。
[0003] 目前采用UG軟件進行壁板建模，但沒有?？卺槍Ρ诎逄卣鞯慕ＤK。每個模型 特征均W草繪方式人工完成，編輯特征時處理特征點、線、面，操作繁瑣，導致壁板整體建模 效率很低。而且運種零散的建模和設計方式，使得設計員建模方法、思路各自不同，沒有統(tǒng) 一的標準，沒有參數(shù)化功能。目前，開發(fā)針對壁板特征的建模方式，實現(xiàn)壁板的快速建模已 經(jīng)迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種基于UDF技術的壁板建模方法，W解決現(xiàn)有的建模 模式生產(chǎn)效率低，模型一致性差的問題。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是運樣實現(xiàn)的：
[0006] -種基于UDF技術的壁板建模方法，包括W下步驟：
[0007] (1)采用UG軟件作為建模平臺，建立UDF庫；
[000引（2)建立壁板的參數(shù)化特征模型，確定壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，建模 步驟如下：
[0009] a.創(chuàng)建基準坐標系；
[0010] b.生成壁板毛巧；
[0011] C.在步驟b生成的壁板毛巧的上端均勻生成若干網(wǎng)格單元；
[0012] d.在步驟C生成的網(wǎng)格單元之間生成減輕孔；
[0013] e.在步驟b生成的壁板毛巧的上端劃分網(wǎng)格區(qū)域和余量區(qū)域，并在兩者之間生成 矩形邊框；
[0014] f.在步驟e劃分的余量區(qū)域的上端生成吊裝孔；
[0015] g.在步驟e劃分的余量區(qū)域的上端生成輔助筋；
[0016] (3)依照壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，生成UDF;
[0017] (4)開發(fā)用戶界面和用W調(diào)用步驟(3)生成的UDF的快捷按鈕；
[0018] (5)運行步驟(4)生成的程序，通過更改用戶界面內(nèi)各參數(shù)項的值，生成所需壁板 模型。
[0019] 進一步，所述步驟b中壁板毛巧通過在設定的基準坐標系內(nèi)選取指定平面，并在指 定平面內(nèi)繪制矩形壁板草圖后進行拉伸的方法生成。
[0020] 進一步，所述步驟C中生成網(wǎng)格單元的方法為，先在步驟b中生成的壁板毛巧上表 面繪制網(wǎng)格單元草圖，通過布爾求差在壁板毛巧上端生成網(wǎng)格單元;之后再對生成的網(wǎng)格 單元進行陣列;所述步驟d中減輕孔的生成方法與網(wǎng)格單元的生成方法相同；所述網(wǎng)格單元 草圖為正=角形，且對其=個頂角進行倒圓處理;所述減輕孔草圖繪制于相鄰六個網(wǎng)格單 元草圖所圍成的正六邊形的中屯、。
[0021] 進一步，所述步驟e中，先對所需網(wǎng)格區(qū)域外側(cè)的網(wǎng)格單元進行填充，形成余量區(qū) 域毛巧;之后在余量區(qū)域毛巧的上表面繪制余量區(qū)域草圖，通過布爾求差使余量區(qū)域達到 所需厚度。
[0022] 進一步，所述步驟(4)所采用的模塊為UG/0PEN API模塊。
[0023] 進一步，所述步驟g中輔助筋的生成方法為，先在余量區(qū)域的上表面繪制長圓形的 輔助筋草圖，其相對于余量區(qū)域上表面中屯、線對稱，且輔助筋草圖的較長邊與輔助筋所在 一側(cè)的所述矩形邊框的側(cè)壁平行;之后通過對輔助筋草圖進行拉伸，生成輔助筋。
[0024] 進一步，所述步驟g中的輔助筋包括上部輔助筋和下部輔助筋，兩者分別在網(wǎng)格區(qū) 域外的相對兩側(cè)進行生成;上部輔助筋的生成數(shù)量可選擇0~5個，下部輔助筋的生成數(shù)量 可選擇0~5個。
[0025] 進一步，所述步驟f中吊裝孔的生成方法為，先在余量區(qū)域的上表面繪制吊裝孔草 圖，相對于網(wǎng)格區(qū)域，其與上部輔助筋位于同一側(cè);之后通過對吊裝孔草圖進行布爾求差， 生成吊裝孔。
[0026] 進一步，所述吊裝孔的數(shù)量為1個，將吊裝孔草圖的圓屯、繪制于余量區(qū)域上表面中 屯、線上。
[0027] 進一步，所述吊裝孔的數(shù)量為3或5個，吊裝孔草圖沿余量區(qū)域上表面中屯、線對稱 繪制，且其圓屯、的連線與上部輔助筋的橫截面的較長邊相平行。
[00%]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的基于UDF技術的壁板建模方法具有W下優(yōu)勢：
[0029] 本發(fā)明所述的基于UDF技術的壁板建模方法，減少了建庫的編程工作量，方便后續(xù) 擴充和修改庫內(nèi)的模型，而且可W得到良好的用戶界面，系統(tǒng)與模型庫相連接，實現(xiàn)標準數(shù) 據(jù)自動選擇，用戶調(diào)用庫內(nèi)模型操作方便快捷，開放式的模型庫結(jié)構(gòu)使后續(xù)對庫內(nèi)容的修 改與擴充也非常方便。實現(xiàn)壁板的快速建模，具有很大的研究價值和實際工程意義。
【附圖說明】
[0030] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0031] 圖1為本發(fā)明實施例所述的基于UDF技術的壁板建模方法生成壁板的軸測圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明實施例所述的基于UDF技術的壁板建模方法生成壁板的主視圖；
[0033] 圖3為圖2中A-A面的剖視圖；
[0034] 圖4為圖2中B-B面的剖視圖。
[0035] 附圖標記說明：
[0036] 1-余量區(qū)域;2-網(wǎng)格區(qū)域;3-下部輔助筋;4-余量區(qū)域上表面中屯、線;5-網(wǎng)格單元； 6-減輕孔;7-吊裝孔;8-上部輔助筋;9-矩形邊框。
【具體實施方式】
[0037] 下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0038] 根據(jù)壁板的建模需求與壁板模型的幾何特征，先將壁板劃分為余量區(qū)域1和網(wǎng)格 區(qū)域2。余量區(qū)域1在網(wǎng)格區(qū)域2的外側(cè)，且其結(jié)構(gòu)比較簡單，只有沿余量區(qū)域上表面中屯、線4 對稱設置的輔助筋和吊裝孔7;而網(wǎng)格區(qū)域2由于具有均勻分布的網(wǎng)格單元5和減輕孔6,其 建模過程相對較為復雜。
[0039] 劃分完成后，對壁板模型的結(jié)構(gòu)幾何信息進行分類分析，包括設計參數(shù)、特征尺 寸、參考尺寸，并對模型所包括的各特征之間的父子關系及參數(shù)與尺寸之間的驅(qū)動關系進 行梳理。
[0040] 由于余量區(qū)域1的結(jié)構(gòu)簡單，直接利用UG軟件的UDF模塊即可解決余量區(qū)域1的建 模問題。而網(wǎng)格區(qū)域2的特征數(shù)量較多，且針對不同功能與類型的壁板，網(wǎng)格單元5的幾何特 征也會發(fā)生變化。針對此問題，采用模塊化UDF及編程算法相結(jié)合的方法可實現(xiàn)網(wǎng)格區(qū)域2 內(nèi)特征結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建。
[0041 ]建模時，先通過UG軟件創(chuàng)建通用UDF庫，具體過程為：
[0042] a)備份U壯文件夾下的^c_utf_ascii . def和utf_da1:abase. txt文件并存放于新 建的文件夾內(nèi)；
[0043] b)對化c_iulf_ascii .def的內(nèi)容進行重新定義并保存；
[0044] C)將utf_da1:abase. txt的內(nèi)容刪除并保存；
[0045] d)通過UG軟件配置UDF庫;將默認庫替換為新建的UDF庫。
[0046] UDF庫建好后，就要實現(xiàn)特征參數(shù)的關聯(lián)調(diào)用，才能進一步實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動建模。上 述參數(shù)驅(qū)動過程即為模型的特征定義過程。首先對壁板基本尺寸參數(shù)進行定義，包括壁板 毛巧的長、寬、厚度;其次對網(wǎng)格區(qū)域2基本尺寸參數(shù)進行定義，包括網(wǎng)格單元5橫截面形狀 的尺寸、深度及網(wǎng)格單元5之間的間距，網(wǎng)格區(qū)域2的邊界尺寸等;最后按照壁板的組裝運輸 要求對余量區(qū)域1基本尺寸參數(shù)進行定義，包括輔助筋數(shù)量及相關尺寸、吊裝孔7數(shù)量及相 關尺寸。具體設及到的參數(shù)如表1所示。
[0047] 具體的特征定義過程由建模步驟決定，本實施例的建模步驟如下：
[004引 a.創(chuàng)建基準坐標系；
[0049] b.生成壁板毛巧；
[0050] C.在步驟b生成的壁板毛巧的上端均勻生成若干網(wǎng)格單元5;
[0051] d.在步驟C生成的網(wǎng)格單元5之間生成減輕孔6;
[0052] e.在步驟b生成的壁板毛巧的上端劃分網(wǎng)格區(qū)域2和余量區(qū)域1，并在兩者之間生 成矩形邊框9;
[0053] f.在步驟e劃分的余量區(qū)域1的上端生成吊裝孔7;
[0054] g.在步驟e劃分的余量區(qū)域1的上端生成輔助筋。
[0化5] 表1 [0化6]

[0化引
[0059] 需要說明的是，當上部輔助筋8數(shù)量為3個時，"上部輔助筋組"中增加"上部輔助筋 2-3間距SU3"和"上部輔助筋3寬度WU3"兩項，當上部輔助筋8數(shù)量為4或5個時，W此類推。下 部輔助筋組同理。"網(wǎng)格尺寸"組中"中屯、X向偏移OX"和"中屯、Y向偏移OY"為網(wǎng)格尺寸的中屯、 點位置與上述基準坐標系原點位置的偏移量。上述余量區(qū)域上表面中屯、線4為余量區(qū)域上 表面兩條較長邊中點的連線。
[0060] 建模完成后，依照上述參數(shù)變量，生成UDF。用戶可根據(jù)設計所需的壁板參數(shù)利用 參數(shù)化驅(qū)動，改變上述創(chuàng)建的基本模型，從而得到所需的壁板模型。
[0061] 通過UG/0PEN API模塊開發(fā)良好的用戶界面，并通過生成的快捷按鈕實現(xiàn)對上述 UDF的快速調(diào)用。方便用戶進行壁板模型的生成和對已生成的壁板模型進行修改。
[0062] 本發(fā)明所述的基于UDF技術的壁板建模方法，減少了建庫的編程工作量，方便后續(xù) 擴充和修改庫內(nèi)的模型，而且可W得到良好的用戶界面，系統(tǒng)與模型庫相連接，實現(xiàn)標準數(shù) 據(jù)自動選擇，用戶調(diào)用庫內(nèi)模型操作方便快捷，開放式的模型庫結(jié)構(gòu)使后續(xù)對庫內(nèi)容的修 改與擴充也非常方便。實現(xiàn)壁板的快速建模，具有很大的研究價值和實際工程意義。
[0063] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種壁板建模方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 采用UG軟件作為建模平臺，建立UDF庫； (2) 建立壁板的參數(shù)化特征模型，確定壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，建模步驟 如下： a. 創(chuàng)建基準坐標系； b. 生成壁板毛坯； C.在步驟b生成的壁板毛坯的上端均勻生成若干網(wǎng)格單元； d. 在步驟c生成的網(wǎng)格單元之間生成減輕孔； e. 在步驟b生成的壁板毛坯的上端劃分網(wǎng)格區(qū)域和余量區(qū)域，并在兩者之間生成矩形 邊框； f. 在步驟e劃分的余量區(qū)域的上端生成吊裝孔； g. 在步驟e劃分的余量區(qū)域的上端生成輔助筋； (3) 依照壁板的特征尺寸變量和草圖尺寸變量，生成UDF; (4) 開發(fā)用戶界面和用以調(diào)用步驟(3)生成的UDF的快捷按鈕； (5) 運行步驟(4)生成的程序，通過更改用戶界面內(nèi)各參數(shù)項的值，生成所需壁板模型。2. 根據(jù)權利要求1所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟b中壁板毛坯通過在設 定的基準坐標系內(nèi)選取指定平面，并在指定平面內(nèi)繪制矩形壁板草圖后進行拉伸的方法生 成。3. 根據(jù)權利要求1所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟c中生成網(wǎng)格單元的方 法為，先在步驟b中生成的壁板毛坯上表面繪制網(wǎng)格單元草圖，通過布爾求差在壁板毛坯上 端生成網(wǎng)格單元;之后再對生成的網(wǎng)格單元進行陣列;所述步驟d中減輕孔的生成方法與網(wǎng) 格單元的生成方法相同； 所述網(wǎng)格單元草圖為正三角形，且對其三個頂角進行倒圓處理;所述減輕孔草圖繪制 于相鄰六個網(wǎng)格單元草圖所圍成的正六邊形的中心。4. 根據(jù)權利要求1所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟e中，先對所需網(wǎng)格區(qū)域 外側(cè)的網(wǎng)格單元進行填充，形成余量區(qū)域毛坯;之后在余量區(qū)域毛坯的上表面繪制余量區(qū) 域草圖，通過布爾求差使余量區(qū)域達到所需厚度。5. 根據(jù)權利要求1所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟(4)所采用的模塊為UG/ OPEN API模塊。6. 根據(jù)權利要求1所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟g中輔助筋的生成方法 為，先在余量區(qū)域的上表面繪制長圓形的輔助筋草圖，其相對于余量區(qū)域上表面中心線對 稱，且輔助筋草圖的較長邊與輔助筋所在一側(cè)的所述矩形邊框的側(cè)壁平行;之后通過對輔 助筋草圖進行拉伸，生成輔助筋。7. 根據(jù)權利要求6所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟g中的輔助筋包括上部 輔助筋和下部輔助筋，兩者分別在網(wǎng)格區(qū)域外的相對兩側(cè)進行生成;上部輔助筋的生成數(shù) 量可選擇0~5個，下部輔助筋的生成數(shù)量可選擇0~5個。8. 根據(jù)權利要求7所述的壁板建模方法，其特征在于:所述步驟f中吊裝孔的生成方法 為，先在余量區(qū)域的上表面繪制吊裝孔草圖，相對于網(wǎng)格區(qū)域，其與上部輔助筋位于同一 側(cè);之后通過對吊裝孔草圖進行布爾求差，生成吊裝孔。9. 根據(jù)權利要求8所述的壁板建模方法，其特征在于:所述吊裝孔的數(shù)量為1個，將吊裝 孔草圖的圓心繪制于余量區(qū)域上表面中心線上。10. 根據(jù)權利要求8所述的壁板建模方法，其特征在于:所述吊裝孔的數(shù)量為3或5個，吊 裝孔草圖沿余量區(qū)域上表面中心線對稱繪制，且其圓心的連線與上部輔助筋的橫截面的較 長邊相平行。
【文檔編號】G06F17/50GK106021822SQ201610507559
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】張朋朋, 鄭驥, 姚輝, 葛佳, 范大偉
【申請人】天津航天長征火箭制造有限公司, 中國運載火箭技術研究院