齊金海，申耀武

（廣州南洋理工職業(yè)學院，廣東廣州510925）

Pro/E行為建模（BMX）在異形容器刻度問題中的應用

齊金海，申耀武

（廣州南洋理工職業(yè)學院，廣東廣州510925）

介紹了應用Pro/E WildFire的行為建模（BMX）方法來創(chuàng)建一個250ml不規(guī)則的嬰兒奶瓶，并且在其上創(chuàng)建每10ml的全刻度。對于理解行為建模（BMX）以及此功能在產(chǎn)品設計中的應用很有幫助。

Pro/E行為建模技術；異形容器刻度；優(yōu)化設計；UDA

行為建模技術是于20世紀中期在計算機廣泛應用的基礎上發(fā)展起來的一項新的優(yōu)化設計技術，其可以大大縮短產(chǎn)品的設計周期并顯著提高設計精度，讓設計者從繁重的設計計算中解脫出來。Pro/ ENGINEER軟件正是由于引入了行為建模這項優(yōu)化設計功能，使得CAD軟件不僅能夠用于產(chǎn)品造型設計，而且能應用于智能設計，讓設計者很方便的找到最佳的設計解決方案。作者靈活應用Pro/ENGINEER軟件中行為建模模塊中的“UDA”以及“關系”選項，結合曲面模塊，巧妙地解決了不規(guī)則容器表面刻度標注問題，在容器包裝設計中具有一定的現(xiàn)實意義。

1 行為建模的功能及設計過程

1.1 行為建模功能

行為建模具有如下功能：

（1）創(chuàng)建基于模型測量和分析的特征參數(shù)。

（2）創(chuàng)建基于模型測量和分析的幾何元素。

（3）創(chuàng)建符合特殊要求的測量的新類型。

（4）分析變量尺寸和參數(shù)改變時測量參數(shù)的行為。

（5）自動查找滿足所需的模型行為的尺寸和參數(shù)值。

（6）分析指定設計空間內(nèi)測量參數(shù)的行為。1.2行為建模的設計過程

普遍情況下，行為建模設計過程如下：（1）創(chuàng)建合適的產(chǎn)品模型。

（2）建立分析參數(shù)。

（3）測量。

（4）敏感度分析、可行性/優(yōu)化分析、多重設計目標研究。

（5）找出最佳方案。

（6）改變模型參數(shù)。

2 行為建模技術在產(chǎn)品設計中的應用

下面以不規(guī)則容器容積設計為例來說明如何應用行為建模技術達到設計目標。

2.1 問題的提出

（1）設計一個從瓶口向下30 mm處的容積為250 ml的嬰兒奶瓶；

（2）瓶身上每10 ml創(chuàng)建一條刻度線，并在50 ml倍數(shù)處顯示容量值。

2.2 解決方案

（1）因為無法直接測量容積，可采用間接方法來求得，即：容積=抽殼前體積-抽殼后體積[1]；

（2）應用Pro/E敏感度分析、可行性/優(yōu)化設計等達到設計要求的數(shù)值；

（3）應用Pro/E自定義（UDA）分析特征、建模命令等進行刻度標注。

2.3 具體步驟

步驟一：應用旋轉、倒圓角、殼、螺旋掃描等命令建立奶瓶大致模型[2]。

步驟二：應用模型分析、敏感度分析、可行性/優(yōu)化分析等得到設計要求1的嬰兒奶瓶如圖1所示。

步驟三：對瓶身進行刻度標注

圖1 滿足設計要求1的模型

（1）在殼特征前建立一條端點分別落在TOP面和DTM1面上的直線（用此線段表示容積的有效高度），在此直線上創(chuàng)建域基準點，如圖2所示。之后經(jīng)過此域基準點建立平行于TOP平面的平面DTM2，分析出以該基準面以下的體積，如圖3所示。再將上述的三個特征組成局部組，如圖4所示。

圖2 創(chuàng)建的直線及域點

圖3 DTM2面以下的體積

圖4 創(chuàng)建的局部組

（2）創(chuàng)建用戶自定義（UDA）分析特征（分析-用戶自定義分析-UDA-下一步-類型選擇LOCAL_GROUP-分辨率設置到最大-計算），計算出整個有效場上殼前的體積分布曲線，如圖5.建立為特征ANALYSIS2（關閉自定義分析對話框-返回到分析對話框-在元素樹中創(chuàng)建GraphEntiy），如圖5所示。

圖5 有效場上抽殼前的體積分布曲線

（3）重復1-2步驟，計算出在整個有效場上殼后的體積分布曲線并建立為特征ANALYSIS3。

（4）以表示高度的草繪直線為掃描軌跡、以截面參數(shù)sd3的數(shù)值（通過軌跡線的一條水平線）應用vss掃描工具創(chuàng)建曲面，得到高度和容積的對應曲線關系（奶瓶中心的豎直直線可視為有效高度，掃描曲面的邊界體現(xiàn)了高度和容積的對應關系），如圖6、圖7所示。

圖6 sd3函數(shù)關系

圖7 高度與容積對應圖

（5）草繪第一條刻度線

1）繪制一條端點分別與豎直直線和可變截面掃描曲線重合的水平線構造線。

2）過該構造線畫水平中心線。

3）在中心線上繪制5 mm的水平直線。

4）在中心線上草繪距離豎直線100 mm的基準點。

5）添加基準點距離尺寸sd2的關系式a=itos（sd2）。

6）輸入刻度值并修改上一步中的關系式，如圖8、圖9所示。

圖8 刻度線繪制圖

圖9 sd2的關系式

7）把草繪完的線投影到瓶身上并編成局部特征組。

8）對局部特征組進行陣列，如圖10.

9）標注刻度數(shù)值，完成對奶瓶產(chǎn)品的設計，最終結果如圖11.

圖10 特征組陣列關系

圖11 完成效果圖

3 結束語

應用Pro/E WildFire軟件對不規(guī)則的嬰兒奶瓶進行3D建模，并利用軟件的行為建模（BMX）技術、可變截面掃描、陣列等命令可以高效、智能化的按設計要求設計出所需產(chǎn)品3D模型。本文在異形容器設計中具有實際指導意義。

[1]黃勝杰，張益三，洪立群.Pro/ENGINEER2001高級開發(fā)實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[2]林清安：完全精通Pro/ENGINEER零件設計基礎入門（野火5.0中文版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

Pro/E Behavior Modeling（BMX）Application in Special Container Scale Problems

QI Jin-hai，SHENG Yao-wu
（Guangzhou Nanyang College，Guangzhou Guangdong 510980，China）

The behavior modeling of Pro/E based on WildFire（BMX）method to create a 250ml irregular baby bottles，and create a full scale of every 10ml in it.It is helpful for understanding the behavior modeling and its application in product design.

Pro/ENGINEER behavior modeling technology；irregular container calibration；optimization design；UDA

TP319

B < class="emphasis_bold">文章編號：1

1672-545X（2017）05-0249-03

2017-02-15

齊金海（1973－），男，遼寧阜新人，高級技師，本科，研究方向：機械設計與制造教學科研工作；申耀武（1979-），男，山西晉中人，碩士，講師，研究方向：機電一體化技術教學科研工作。