自动流量平衡阀快速开发CAD系统研究

论文摘要

复杂管路流体输配系统的流量平衡是流体机械领域的技术难题。自动流量平衡阀能够在工作压差范围内,以其内部安装的高性能弹簧控制复杂截流面的过流面积,使输出流量保持恒定,是解决这一难题的关键技术。其市场需求迅速扩大,市场上成本、价格和质量的竞争越来越激烈,各个企业为了争取更大的市场份额,势必要走专业化规模发展的路子。因此,研制高质量的自动流量平衡阀及借助功能强大的通用CAD平台,开发专用产品的CAD/CAM系统是十分迫切和必要的。本课题采用UG NX4.0软件为开发平台,在Visual C++6.0开发环境下,通过一系列二次开发方法的综合使用,将已设计出的自动流量平衡阀开发成适应市场需要的CAD系统产品库。具体研究内容如下:（1）在已经实验验证的样阀的基础上,通过对国内外自动流量平衡阀产品的结构和性能研究分析后,开发出了2大结构类型,21个尺寸的自动流量平衡阀,同时设计了7种尺寸的阀芯。通过对自动流量平衡阀核心部件选配,以及阀芯和阀体的组合,使得所设计的自动流量平衡阀能够完全满足实际工程中实现流量平衡的需要。（2）研究了UG二次开发的相关内容,主要包括:UG/Open程序语言开发技术、UG/Open界面开发技术、用户界面与开发程序之间的接口技术;并在此基础上,给出了基于UGⅡ创建产品库模块系统的方法与总体设计流程。（3）利用软件工程的基本方法提出了自动流量平衡阀产品库快速开发系统的总体设计方案。在分析该系统中各模块特点和要求的基础上,针对不同的模块提出了不同的开发方法和实现要求。（4）建立了自动流量平衡阀各零部件的三维实体模型库,主要包括:常用件模型库（阀体、端盖、……）和核心件模型库（过流面端帽和高精度控制弹簧）、产品装配图库和二维工程图库。实现了自动流量平衡阀产品库的快速开发系统。（5）通过实例详细论述了自动流量平衡阀产品库的用户界面设计、应用程序设计、动态链接库的创建,并解决了自动流量平衡阀产品库快速开发系统各模块的关键技术问题。最后通过用户菜单介绍了自动流量平衡阀产品库快速开发系统的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 自动流量平衡阀概述
• 1.1.1 工程背景
• 1.1.2 自动流量平衡阀的优点
• 1.1.3 国内外自动流量平衡阀研究进展
• 1.2 自动流量平衡阀CAD系统概述
• 1.2.1 自动流量平衡阀CAD系统开发的目的
• 1.2.2 自动流量平衡阀CAD系统开发的意义
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 自动流量平衡阀产品库开发平台
• 2.1 开发平台选用
• 2.2 UG的技术特性
• 2.3 UG二次开发技术
• 2.3.1 UG/Open API二次开发工程的创建
• 2.3.2 UG/Open API程序的初始化及终止
• 2.3.3 UG/Open API的两种不同环境的运行方式
• 2.3.4 UG/Open API程序的通用执行方式
• 2.3.5 UG/Open API相关函数的查询
• 2.4 系统界面开发技术
• 2.4.1 User Tools工具
• 2.4.2 MenuScript菜单开发技术
• 2.4.2.1 系统环境变量设置
• 2.4.2.2 菜单脚本文件的语法结构
• 2.4.3 UIStyler对话框开发技术
• 2.5 二次开发工具之间的接口设计
• 2.5.1 对话框的调用方式
• 2.5.2 对话框及其UIObject对象的响应接口程序
• 2.5.3 UG/Open UIStyler对话框嵌套
• 2.6 基于UG的三维参数化零件库的创建方法
• 2.6.1 关系表达式法（Expression）
• 2.6.2 电子表格法（Spreadsheet）
• 2.6.3 用户自定义特征法（User Defined Feature）
• 2.6.4 程序设计法
• 2.6.5 建库方法比较
• 2.7 本章小结
• 第3章 自动流量平衡阀产品库总体方案设计
• 3.1 产品库系统设计目标
• 3.2 自动流量平衡阀产品库系统设计原则
• 3.2.1 友好的人机交互界面
• 3.2.2 正确的软件工程方法
• 3.3 产品CAD系统体系结构及模块划分
• 3.3.1 图形库的管理
• 3.3.2 知识库的管理
• 3.4 产品CAD系统开发流程
• 3.5 本章小结
• 第4章 自动流量平衡阀产品库的实现
• 4.1 参数化特征造型的基本概念
• 4.1.1 几何模型类型
• 4.1.2 参数化模型
• 4.1.2.1 参数化建模的概念
• 4.1.2.2 参数化建模的思想
• 4.1.2.3 参数化建模方法
• 4.1.2.4 参数化建模的主要技术特点
• 4.1.3 特征建模
• 4.2 零件库的标准化、规范化
• 4.2.1 零件的分类
• 4.2.2 零件命名原则
• 4.2.3 零件几何形状归类
• 4.2.4 零件参数的分析和划分
• 4.2.5 零件特性检索与分类
• 4.3 三维参数化零件库
• 4.3.1 三维零件库的发展现状
• 4.3.2 零件库的主要特点
• 4.3.3 三维参数化零件库研究的主要内容
• 4.3.4 自动流量平衡阀三维参数化零件库建立方法的选择
• 4.4 本章小结
• 第5章 自动流量平衡阀设计
• 5.1 自动流量平衡阀结构设计
• 5.1.1 自动流量平衡阀设计要求
• 5.1.2 自动流量平衡阀工作原理
• 5.1.3 自动流量平衡阀的组成
• 5.1.4 自动流量平衡阀核心部件设计与三维建模
• 5.1.4.1 过流端帽三维实体建模
• 5.1.4.2 高精度控制弹簧设计与三维建模
• 5.2 自动流量平衡阀技术参数与结构分析
• 5.2.1 自动流量平衡阀技术参数
• 5.2.3 自动流量平衡阀尺寸种类与适用范围
• 5.3 自动流量平衡阀产品开发实例
• 5.4 本章小结
• 第6章 自动流量平衡阀CAD系统开发及应用
• 6.1 自动流量平衡阀CAD系统模块设计
• 6.1.1 零部件库模块
• 6.1.1.1 零部件库模块功能划分与开发流程
• 6.1.2 产品装配图库模块
• 6.1.2.1 产品装配图库的主要功能
• 6.1.2.2 虚拟装配的基本原理
• 6.1.2.3 产品装配图库的结构划分
• 6.1.3 二维工程图库模块
• 6.2 自动流量平衡阀CAD系统的建立
• 6.2.1 自动流量平衡阀零部件库的建立
• 6.2.1.1 注册工程路径
• 6.2.1.2 UIStyler对话框设计
• 6.2.1.3 利用部件族（Part Family）建立零部件基本数据库
• 6.2.1.4 应用程序的编写
• 6.2.2 自动流量平衡阀装配库的建立
• 6.2.2.1 装配爆炸图的实现
• 6.2.3 自动流量平衡阀二维工程图库的建立
• 6.3 CAD系统的应用举例
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢