曹廣政

摘 要：本文將對(duì)汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行具體的分析，旨在為汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：汽車；零部件；耐久試驗(yàn)；臺(tái)架設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1 汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架分析

汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)主要有兩種：一種是改進(jìn)性設(shè)計(jì)，改進(jìn)性設(shè)計(jì)指的是對(duì)于那些同類型的零部件，可以在一種試驗(yàn)臺(tái)架的基礎(chǔ)上，通過改變樣件的夾具和連接件等相關(guān)部分來適應(yīng)不同的試驗(yàn)。這類設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)周期以及設(shè)計(jì)完成的試驗(yàn)臺(tái)架的質(zhì)量取決于相關(guān)試驗(yàn)臺(tái)架的歷史數(shù)據(jù)積累程度。在本系統(tǒng)完成之前，相關(guān)試驗(yàn)臺(tái)架的數(shù)據(jù)孤立而零散的保存在負(fù)責(zé)試驗(yàn)的試驗(yàn)工程師那里，查詢過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且容易遺漏；另一種是開發(fā)性設(shè)計(jì)，開發(fā)性設(shè)計(jì)是指那些全新的未進(jìn)行過相類似試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)。此類設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)難度也較大。由于缺少對(duì)已有資料的整理和總結(jié)，在設(shè)計(jì)過程中存在大量的重復(fù)性工作。

2 試驗(yàn)臺(tái)架計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想 針對(duì)以上這些汽車零部件耐久試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)架的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是以理論分析以及臺(tái)架的實(shí)際使用情況為數(shù)據(jù)源，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理處理后，結(jié)合廣義模塊化設(shè)計(jì)原理及方法，通過模塊化設(shè)計(jì)方式來實(shí)現(xiàn)相關(guān)臺(tái)架的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)的核心思想是將汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)采用廣義模塊化的設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)。通常的模塊化設(shè)計(jì)中，各個(gè)模塊一般都是固定不變的，但是不論是改進(jìn)性設(shè)計(jì)還是開發(fā)性設(shè)計(jì)，都存在大量的頻繁使用的結(jié)構(gòu)類似，但是又不具備互換性的專有零部件。如果采用每種零部件都建立一個(gè)模塊的方式，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的臃腫并且使用不便。這里采用廣義的模塊化設(shè)計(jì)，引入柔性模塊，根據(jù)用戶需求自行改變相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的模塊可以有效地解決這一問題。

2.2 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)遵循模塊化設(shè)計(jì)思想，結(jié)合相關(guān)臺(tái)架設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，確定整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

用戶通過人機(jī)界面向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，根據(jù)查詢條件進(jìn)入相應(yīng)的基本模塊或者子模塊。數(shù)據(jù)庫將用戶在各個(gè)模塊中的操作信息分為模型數(shù)據(jù)和基本信息兩類，前者通過三維建模軟件的接口轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的操作并通過三維建模軟件反饋給用戶，后者在經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的查詢與整理后，通過人機(jī)界面直接顯示在用戶界面上。同時(shí)，用戶也可以將新的建模數(shù)據(jù)以及基本信息通過人機(jī)界面輸入數(shù)據(jù)庫中，以便下次查詢調(diào)用。

2.3 系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)模塊、固定模塊、連接模塊和檢測(cè)模塊4大基本模塊。驅(qū)動(dòng)模塊指的是試驗(yàn)的載荷驅(qū)動(dòng)部分，包括油缸和相關(guān)的安裝件；固定模塊主要指樣件的定位及夾緊部分，包括樣件的夾具和一些通用化的固定件；連接模塊指用于連接驅(qū)動(dòng)模塊與固定模塊的連接桿、連接球軸承等連接件；檢測(cè)模塊包括試驗(yàn)臺(tái)架中運(yùn)用到的各類傳感器以及相應(yīng)的安裝輔件。以此4大基本模塊為基礎(chǔ)，進(jìn)一步將各個(gè)模塊中相關(guān)的部件分為大部分試驗(yàn)臺(tái)架都需要使用的通用件，使用頻繁但隨試驗(yàn)不同其結(jié)構(gòu)也相應(yīng)變化的常用件以及針對(duì)特定試驗(yàn)使用的專用件。

2.4 Solid works二次開發(fā)技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用 Solid works軟件是一種三維建模軟件，具有參數(shù)化設(shè)計(jì)功能的同時(shí)還可以為用戶提供了大量的API，作為用戶對(duì)Solid works軟件進(jìn)行自定義改造的接口。運(yùn)用編程軟件通過調(diào)用這些接口可以很方便地實(shí)現(xiàn)Solid works軟件界面的改變、操作的簡(jiǎn)化，乃至一定程度的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。Solid works軟件的二次開發(fā)方式主要分為3種：一是采用軟件自帶的VBA或者VSTA工具直接對(duì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)；二是外部程序（.exe）通過一定的指令來自動(dòng)執(zhí)行軟件的相關(guān)操作；三是采用Solid works軟件官方提供二次開發(fā)模板，編譯相關(guān)的程序（.dll），通過Solid works軟件在運(yùn)行中調(diào)用此類程序來實(shí)現(xiàn)軟件的二次開發(fā)。隨后系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序結(jié)合用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的建模工作，主要有通過程序來實(shí)現(xiàn)軟件的各種建模功能，從而模擬工程師的實(shí)際建模過程和根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)，通過改變現(xiàn)有模型的相關(guān)參數(shù)來滿足用戶的需求兩種自動(dòng)化建模方式，系統(tǒng)完成建模后，還需要執(zhí)行重建命令，使相關(guān)的改變能夠被Solid works軟件記錄并保存。最后根據(jù)用戶需要，可以自動(dòng)將完成的模型保存在指定位置并關(guān)閉之前進(jìn)行修改的文件。

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)思想，僅僅使用Solid works三維建模軟件的現(xiàn)有功能無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此必須對(duì)Solid works軟件進(jìn)行二次開發(fā)，以使其滿足系統(tǒng)的使用需求。根據(jù)Solid works軟件二次開發(fā)3種方式各自的特點(diǎn)以及本系統(tǒng)需要頻繁與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而數(shù)據(jù)庫的相關(guān)查詢與修改已有相應(yīng)的程序來實(shí)現(xiàn)。從簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的角度考慮，本系統(tǒng)的主要功能通過第二種方式，在數(shù)據(jù)庫相關(guān)程序的基礎(chǔ)上，編譯相應(yīng)的程序作為主系統(tǒng)，從而能夠有效地利用現(xiàn)有的程序資源。但是為了日常使用的方便，通過將各個(gè)子模塊中的常用基礎(chǔ)模型分離出來，以第三種方式編寫相應(yīng)的查詢與調(diào)用程序內(nèi)嵌在Solid works軟件中作為子系統(tǒng)，使得用戶在設(shè)計(jì)相關(guān)臺(tái)架的過程中，能夠方便地調(diào)用相關(guān)部件來完成臺(tái)架的設(shè)計(jì)修改工作。無論是整合數(shù)據(jù)庫的主系統(tǒng)還是內(nèi)嵌在Solid works軟件中的子系統(tǒng)，各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)方式都是以基礎(chǔ)模型為原始數(shù)據(jù)，首先修改相關(guān)的尺寸參數(shù)生成部件的主體結(jié)構(gòu)，再根據(jù)需要通過預(yù)先設(shè)定的程序生成相應(yīng)的附加結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用廣義模塊化設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)化了汽車零部件耐久實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)過程，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，促進(jìn)了試驗(yàn)臺(tái)架可靠性以及質(zhì)量的提升，是一種先進(jìn)的、符合時(shí)代發(fā)展需求的汽車零部件耐久試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)方法，對(duì)提高試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)水平具有重要的作用。

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