參數化思想在工業鍋爐CAD中的綜合運用

2013-05-23 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

李九如來源:萬方數據
關鍵字:工業鍋爐CAD 工具化參數化

提出了利用AutoLISP程序實現的參數化技術,并把工具化和參數化思想應用于工業鍋爐CAD的開發過程中,具體闡明了它們在工業鍋爐零部件CAD開發中的實現。

在工業鍋爐設計繪圖的過程中,需要完成爐墻、鋼架、爐排和省煤器等零部件的繪制,這些零部件在圖紙上分布的比較零亂,在每張圖紙上的繪制也有變化,且較復雜,它們的繪制非常需要得到繪圖軟件的幫助.本文開發的工業鍋爐CAD系統(Industrial Boiler CAD System,IBCS)根據每個零部件不同的特點,綜合運用了工具化和參數化技術,結合實際設計需要進行了開發,建立了工具圖形庫,把在繪圖中常用的零部件納入工具庫中,使設計人員可以隨時提取,達到實用的目的,實現了"工具隨手可得并動態可用"的開發理念.

    1 開發思想概述

工具化的開發思想是為繪圖提供工具集,實現"工具隨手可得",就是建立大量的"靜態圖塊",方便用戶調用.但是圖塊內部的相對尺寸不可改變,在一定程度上限制了軟件功能的發揮.

參數化的開發思想相當于建立"動態圖塊",實現圖形模塊"動態可用"就是將圖形的尺寸與一定的設計條件相關聯,即將圖形的尺寸看成是"設計條件"的函數,當設計條件變化時,圖形尺寸便會隨之得到相應的更新.這樣,當設計人員改變圖形中的某些結構尺寸時,相應的圖形模塊就會自動、快速地生成,實現了圖形的全尺寸驅動功能.利用AutoLISP語言編程可以實現智能的參數化程序設計,參數化思想可解決"靜態圖塊"中內部相對尺寸不可改變的問題,可使設計速度加快、準確而直觀,能提高設計人員的工作效率,達到事半功倍的效果.

    2 爐墻的繪制

工業鍋爐的爐墻是附著在水管系統之上的起密封、保溫和形成煙氣通道作用的部件,因此它的形狀也就受到水管系統的制約,以致于千差萬別;它通常分別由紅磚、耐火磚及絕熱材料等構成,在圖紙上表達為不同的剖面線形式.通常進行繪圖時是根據定性、定位尺寸先畫出爐墻的外框,然后再在里面打上剖面線,并且還要考慮線條粗細的要求,比較繁瑣,效率很低. IBCS針對工業鍋爐爐墻的特點,分析了每一類爐墻的共性,突破了傳統的繪圖方式,利用參數化思想對其進行了開發,給出了常用爐墻的多種參數化形式,這使IBCS中爐墻的繪制獨具特色,提高了智能化水平.

    在進行爐墻繪制時,通過菜單調用,出現如圖1所示對話框.

參數化思想在工業鍋爐CAD中的綜合運用+培訓課程圖片1

圖1 爐墻選型對話框

在該對話框中,每種爐墻都是以圖像按鈕的形式出現的,上面給出了相應的幻燈片,設計人員使用起來形象、直觀.該對話框給出了常見的多種爐墻形式,每一種爐墻形式都對應著一個參數化程序,用戶可根據繪圖的需要,選擇相應爐墻形式并給出結構尺寸,然后把各種形式的爐墻進行組合就可以完成妒墻的"搭積木式"繪制,該部分采用開放結構,后續開發人員可非常方便地添加其它的爐墻形式,增強IBCS的功能.

例如當選取圖l中的最后一圖后,就會出現如圖2所示的對話框,在這個對話框中用戶可給出這種形式爐墻具體的結構尺寸和材料,以供參數化繪圖程序調用.點取OK按鈕后,就會自動生成您所需要的爐墻,并自動填充相應的剖面線圖案,設計人員使用起來比較直觀、方便.

    3 鋼架的繪制

在工業鍋爐中常用的型鋼有槽鋼、角鋼和工字鋼,它們在圖紙上的表達不外乎就包括它們的三個視圈,只要能方便地調用不同種類、不同型號型鋼的三個視圈,就能極大地方便用戶, IBCS就是基于這種思想來開發的[ I J在進行鋼架的繪制時,通過在下拉菜單上選取相應種類(例如槽鋼)并在其子菜單上選取相應型號(例如12號)的型鋼,就會出現如圖3的對話框.

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圖2 爐墻參數化特性尺寸輸入對話框

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圖3 鋼架繪制對話框

在對話框中選取相應的視圖后,只需給出插入點和長度(主視圖只需給出插入點),就可完成型鋼的添加,設計人員使用起來很靈活.

4 爐排的繪制

往復爐排爐中爐排的繪制也是一個使設計人員頭疼的問題,重復工作量較大,而且很容易出錯.IBCS對解決這一問題有突破,從而使設計方案的優選對比、選擇靈活,并且操作簡單,實用性強.在繪制爐排時,通過菜單調用,可出現如圖4所示的對話框.

IBCS在程序中考慮了六噸以上和六噸以下爐排片尺寸的不同和爐排片間距的不同,從而減少了相關數據的輸入,使設計人員只要給出爐排傾角和片數以及起點,就可在指定位置生成爐排,極大地方便了用戶.

爐排繪制程序的設計思路是:根據用戶選擇

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圖4 爐排繪制對話框

爐排種類,利用AutoLISP程序調用相應的圖塊,在用戶給出的插入點處插入該圖塊,并依據編輯框中輸入的爐排片數和規范中給定的爐排片間距進行水平陣列,上面的操作設定在一新的圖層上進行,以免對其它工作造成干擾;接著選中這一圖層上所有的物體(實際上只有爐排)依據編輯框中給出的水冷梁傾角進行旋轉,從而形成所需爐排.

5 省煤器的繪制

省煤器是工業鍋爐的重要組成部分,通常它的繪制比較復雜,重復工作量較大. IBCS 對常見的鑄鐵省煤器和鋼管省煤器的繪制均進行了開發,大大提高了制圓的速度,有利于方案的優選對比和修改.省煤器繪制程序的設計思路是:利用AutoLISP語言調用AutoCAD繪圖命令繪制出一個子單元,然后調用陣列ARRAY命令根據編輯框中輸入的橫向節距、縱向節距、橫向排數和縱向排數自動進行陣列繪制,完成全圖設計過程,具有一定的智能化程度,能提高設計人員的設計興趣.

在下拉菜單中分別點取"鑄鐵省煤器"和"鋼管省煤器"項,就會相應出現如圖5和圖6所示的對話框.根據對話框中的提示修改數據并給出插入點后,即可完成操作.

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圖5 鑄鐵省煤器的繪制對話框

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圖6 鋼管省煤器的繪制對話框

6 結語
本文將工具化和參數化思想綜合運用于工業鍋爐CAD的開發過程中,介紹了它們的實現模式,實現了"工具隨手可得并動態可用"的開發理念,提高了工業鍋爐CAD的智能化和自動化水平.IBCS 的使用能把設計人員的主要精力轉移到方案的優選和. 設計創新上來,從而提高設計效率,縮短設計周期.為實現工業鍋爐技術與計算機智能繪圖技術的結合發揮了積極的作用,具有重要的工程實用意義.

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