印立康 仲梁維

摘 要：型鋼是指具有一定截面形狀和尺寸的條形鋼材。針對(duì)型鋼在三維建模中標(biāo)準(zhǔn)尺寸和建模相似率大的問(wèn)題，提出了一種基于SolidWorks二次開(kāi)發(fā)的型鋼快速設(shè)計(jì)方法。該方法將不同種類型鋼的標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸存儲(chǔ)在SQL Serve數(shù)據(jù)庫(kù)中，并能夠?qū)υ摂?shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查等操作。在相關(guān)強(qiáng)度計(jì)算的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)截面尺寸的自動(dòng)選擇，此外還可以進(jìn)行手動(dòng)選擇以滿足企業(yè)的特殊需求。實(shí)例表明該方法能夠自動(dòng)生成和保存多種型鋼的工程圖與三維模型，且自動(dòng)生成的型鋼的力學(xué)性能能夠滿足實(shí)際使用要求。

關(guān)鍵詞：型鋼；SolidWorks二次開(kāi)發(fā)；數(shù)據(jù)庫(kù)

DOI：10.11907/rjdk.172700

中圖分類號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2018）005-0154-03

Abstract：Section steel is a strip steel with certain cross-sectional shape and size. To address the problem of high similarity between the standard size and the modeling similarity in the 3D modeling， this paper proposes a rapid design method of section steel based on SolidWorks secondary development. This method stores the standard cross-sectional dimensions of different types of section steel in the SQL service database and enables the data to be added， deleted， improved and checked. On the basis of the relevant strengthcalculation， we can realize the automatic selection of the section size.In addition，we can also manually choose to meet the specific needs of enterprises. The example shows that the method can automatically generate and save a variety of steel engineering drawings and 3D model， and the automatically generated section steel properties can meet the actual requirements.

Key Words：section steel； solid Works； secondary development； database

0 引言

SolidWorks與其它三維制圖軟件類似，能夠進(jìn)行2D繪圖與3D造型，且能實(shí)現(xiàn)零部件尺寸、材料明細(xì)表（BOM）、零件編號(hào)自動(dòng)生成、模擬動(dòng)態(tài)裝配、干涉檢查等功能[1]，它是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)[2]。在企業(yè)中往往會(huì)遇到一些共性問(wèn)題，為了滿足企業(yè)的個(gè)性化需求，提高勞動(dòng)效率，避免重復(fù)性勞動(dòng)，則有必要對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

1 Solidworlk二次開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)

SolidWorks提供了很多API函數(shù)，這些API函數(shù)是SolidWorks的OlE或者COM接口。OLE在應(yīng)用程序中對(duì)OLE對(duì)象與屬性進(jìn)行操作，幾乎實(shí)現(xiàn)所有的SolidWorks功能[3]；COM是軟件組件互相通信的一種方式。對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)可以使用VB、VBA、VC、Delphi等語(yǔ)言[4]。SolidWorks二次開(kāi)發(fā)分為2種，一種是基于自動(dòng)化技術(shù)的；另一種開(kāi)發(fā)方式是基于COM的，該方式可以使用很多的SolidWorks API[5]。

在SolidWorks二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中將相關(guān)數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方，本文使用的數(shù)據(jù)庫(kù)是SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)作為一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在目前已經(jīng)被廣泛使用，SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中重要的組成部分是存儲(chǔ)過(guò)程，存儲(chǔ)過(guò)程則是SQL語(yǔ)句與可選流程控制語(yǔ)句的預(yù)編譯集合，其它應(yīng)用程序可以通過(guò)調(diào)用執(zhí)行相關(guān)命令[6]。VB.NET可以直接通過(guò)ADO技術(shù)調(diào)用SQL Serve的存儲(chǔ)過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

2 應(yīng)用實(shí)例

型鋼是具有一定截面形狀和尺寸的條形鋼材，鋼材分為建材、管材、板材、型材等成品鋼材，其中型材分為工角槽、H型鋼、方鋼、扁鋼、球扁鋼等[7]。型鋼力學(xué)性能較高，便于后期加工、安裝和拆除，同時(shí)也便于購(gòu)買。型鋼在機(jī)械、農(nóng)業(yè)、建筑等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，由于鋼材規(guī)格是一定的，所以在使用這類鋼材模型進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)時(shí)，要注意這些鋼材的規(guī)格型號(hào)，不能隨意改變尺寸。

H鋼、矩形鋼、圓管3種型鋼的系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面如圖1所示。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在一個(gè)模板上可以生成多種類型的型鋼，并結(jié)合工程圖調(diào)整過(guò)程中的優(yōu)化技術(shù)生成工程圖[8]，且能夠?qū)θS模型與二維工程圖進(jìn)行保存，在改變數(shù)據(jù)的同時(shí)能夠在軟件中進(jìn)行實(shí)時(shí)模型修改，從而更直觀地呈現(xiàn)在使用者面前。

生成三維模型關(guān)鍵代碼：

part.Extension.SelectByID2（"草圖2"， "SKETCH"，0，0，0，F(xiàn)alse，0，Nothing，0） ‘H型鋼

part.Extension.SelectByID2（"草圖3"， "SKETCH"，0，0，0，F(xiàn)alse，0，Nothing，0） ‘矩形鋼

part.Extension.SelectByID2（"草圖4"， "SKETCH"，0，0，0，F(xiàn)alse，0，Nothing，0）‘圓管

生成工程圖關(guān)鍵代碼：

Dim TemplateName as string="C：＼＼ProgramData＼＼SOLIDWORKS＼＼SOLIDWORKS2016＼＼templaes＼＼gb- 4p.drwdot”‘調(diào)用工程圖模板

SwDraw.NewSheet3（ConfigName， 1， 1， ScaleNum， ScaleDenom， Not ThirdAngle， ""，0.0#，0.0#， ""）

‘生成工程圖三視圖

SwDraw.InsertModelAnnotations3（……）‘自動(dòng)標(biāo)注尺寸

part.SaveAs3（SaveFileDialog1.FileName，0，2）‘保存到指定路徑

在實(shí)際中型鋼的尺寸是有一定標(biāo)準(zhǔn)的。以升降平臺(tái)中升降機(jī)構(gòu)使用的矩形鋼為例，該矩形鋼選用的是國(guó)標(biāo)GB/T 6728-2002中的矩形冷彎空心型鋼。標(biāo)準(zhǔn)中給出了標(biāo)準(zhǔn)尺寸范圍內(nèi)的公稱斷面特性，標(biāo)準(zhǔn)外其它尺寸的公稱斷面特性可參考該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)提供的相應(yīng)公式。

選擇矩形鋼截面尺寸的最終判定條件是σmax<[σ]。其中σmax是所受的最大應(yīng)力，[σ]是許用應(yīng)力，而許用應(yīng)力[σ]是根據(jù)抗彎截面模量計(jì)算而得[9]。需要將計(jì)算用到的參數(shù)全部存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，矩形鋼數(shù)據(jù)管理界面如圖2所示，圖2顯示的數(shù)據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)GB/T6728-2002中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。

整體流程設(shè)計(jì)思路如圖3所示。

“添加”模塊流程如圖4所示。抗彎截面系數(shù)是型鋼的一個(gè)很重要參數(shù)，它用來(lái)描述零件截面形狀對(duì)零件受力、受彎矩、受扭矩等影響的物理量，也稱截面模量?？箯澖孛嫦禂?shù)是零件的一種截面幾何參量，僅僅與零件的截面形狀相關(guān)。國(guó)標(biāo)GB/T 6728-2002中給出了各種尺寸下的截面模量，對(duì)于不在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的界面參數(shù)也給出了相應(yīng)的計(jì)算公式，但是按照計(jì)算公式得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)給出的結(jié)果有一定誤差，所以當(dāng)添加型鋼的截面參數(shù)相同，其他參數(shù)比如屈服強(qiáng)度不同時(shí)，則要優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)相對(duì)應(yīng)的抗彎截面系數(shù)，其次按照相關(guān)公式計(jì)算。

…… ‘判斷要輸入的數(shù)據(jù)是否為空

If TextBox1.Text=readd（"H"） And _……Then‘判斷截面參數(shù)是否已經(jīng)存在

TextBox4.Text=readd（"W_x"） ‘如果存在，直接賦值

Exit While Else‘否則就利用計(jì)算公式計(jì)算

TextBox4.Text=W_x_result（Val（TextBox1.Text）， Val（TextBox2.Text）， Val（TextBox3.Text））

End If

While （read.Read（））‘判斷數(shù)據(jù)是否重復(fù)

If Val（TextBox1.Text）=read（"H"） And _……Then

MsgBox（"數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存在，請(qǐng)重新修改"）

‘判斷添加的截面參數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在，如果存在就將數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

Dim a As String="insert into Table_JuXingGang values （'"& _

Val（TextBox1.Text） &"'，'"& _……‘其他的參數(shù)

Dim myco As New SqlCommand（a， con）

myco.ExecuteNonQuery（）

3 結(jié)語(yǔ)

目前，參數(shù)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是對(duì)三維模型的尺寸進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)[10]。本文為SolidWorks二次開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的型鋼選擇問(wèn)題提供了一種設(shè)計(jì)方法，并以升降平臺(tái)的剪刀臂為例闡述了詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟。由于型鋼的規(guī)格具有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以在進(jìn)行選擇時(shí)要優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的型鋼，除了理論計(jì)算外還可以結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，手工選擇相應(yīng)的截面尺寸。有時(shí)企業(yè)可能使用一些非標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，則可將標(biāo)準(zhǔn)外的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且對(duì)于抗彎截面系數(shù)與截面尺寸有關(guān)的參數(shù)，當(dāng)新添加的型鋼截面尺寸與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的數(shù)據(jù)一致時(shí)，會(huì)優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的抗彎截面模量，否則再使用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。

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（責(zé)任編輯：劉亭亭）