基于Pro/E的汽车预热装置快速设计系统的研究

摘要

面对激烈的市场竞争，如何缩短产品的设计周期和提高产品的设计成功率已成为各企业的当务之及。为找出一条适合于对汽车这样复杂的产品进行快速设计的有效途径，本文以汽车预热装置为研究对象，对机械产品的快速设计技术展开了研究。最终为汽车预热装置的快速设计确定了总体思路，构建了汽车预热装置快速设计系统的基本框架。 本文首先对汽车预热装置快速设计系统的结构及功能进行了分析，确定了本系统是以汽车预热装置设计资源库为基础，集实例检索、特征参数化建模、零部件变型设计、虚拟装配、有限元分析和细化设计为一体的综合型CAD系统。然后，以Pro/E为CAD支撑软件，综合应用基于实例推理的变型设计思想、自顶向下技术、面向对象技术、特征参数化建模技术、虚拟装配技术和Pro/E二次开发技术，在VC++6.0环境下开发了汽车预热装置快速设计系统的Pro/TOOLKIT应用程序。 为实现汽车预热装置的快速设计，本文建立了汽车预热装置实例索引树和设计资源库；利用自顶向下的设计技术对整个汽车预热装置进行了布局规划，实现了装配件中装配关系、参数信息和图形信息的传递，以及零部件的自动装配和自动替换；在汽车预热装置的变型设计中，提出了五种变型设计方法：参数交互法、控制特征法、定义参数法、访问标准件库法和综合法；对变型设计后的部分零部件，利用有限元分析软件ANSYS进行分析；在细化设计模块中，对满足设计要求的方案快速生成工程图和B.O.M清单等。另外，为保证本系统正常工作和最大限度发挥Pro/E软件的强大功能，在系统开发前对Pro/E的工作环境还进行了有针对性配置。 本文深入的研究了Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT，解决了在Pro/E同步模式下定制UI对话框、MFC对话框和菜单等问题，实现了与Pro/E的通信。本文的研究工作对于加速制造业推广应用三维CAD技术、提高产品的设计效率和质量具有重要的现实意义和实际应用价值。同时，对于其它机械产品快速设计系统的开发具有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的提出

1.2相关领域的发展概况

1.2.1 CAD技术的发展及研究现状

1.2.2快速设计技术的发展和现状

1.2.3产品变型设计的研究现状

1.2.4 CAE技术的发展与现状

1.2.5 CAD/CAE技术在汽车预热装置设计中的应用现状

1.3课题研究的意义

1.4课题研究的内容

第二章系统设计概述

2.1系统开发模型

2.2需求分析

2.2.1系统需求

2.2.2性能需求

2.3系统体系结构与功能模型

2.3.1系统体系结构

2.3.2系统功能模型

2.4系统运行支撑平台

2.4.1硬件平台

2.4.2软件平台

2.5 Pro/E系统环境配置

2.5.1系统规划与配置的主要内容

2.5.2配置文件的保存位置

2.5.3汽车预热装置中的配置文件和加载过程

2.6接口设计

2.7本章小结

第三章系统开发的关键技术及应用

3.1面向对象技术

3.1.1面向对象技术基本特征

3.1.2面向对象技术在本系统中的应用

3.2基于特征的参数化和变量化设计

3.2.1两种造型技术的主要特点

3.2.2两种造型技术在本系统中的应用

3.3基于实例推理技术

3.3.1基于实例推理技术的工作过程

3.3.2实施基于实例推理技术的关键技术

3.3.3基于实例推理技术的应用

3.4计算机辅助工程分析技术

3.4.1热分析简介

3.4.2热分析在本文中的应用

3.5自顶向下设计

3.5.1自顶向下设计的概述

3.5.2自顶向下设计方法的实现

3.5.3自顶向下设计方法在本系统中的应用

3.6 Pro/E二次开发技术

3.6.1 Family Table的开发技巧

3.6.2 Pro/Program的开发技巧

3.7本章小结

第四章二次开发工具Pro/TOOLKIT的研究

4.1 Pro/TOOLKIT程序的工作方式

4.2菜单设计

4.2.1菜单设计的方法和步骤

4.2.2菜单信息文件的设计

4.3交互界面设计

4.3.1 UI对话框的资源文件设计

4.3.2 UI对话框控制程序设计

4.4 Pro/TOOLKIT应用程序的创建方法

4.4.1 Pro/TOOLKIT应用程序基本框架

4.4.2 Pro/TOOLKIT接口程序设计

4.4.3编译和链接选项设置

4.5 Pro/TOOLKIT应用程序的运行方法

4.5.1注册文件设计

4.5.2应用程序的注册和运行

4.6利用Pro/TOOLKIT开发的通用模块

4.7本章小结

第五章系统的工作流程和功能实现

5.1确定汽车预热装置总成布置和设计参数

5.1.1确定汽车预热装置总成布置要求

5.1.2确定汽车预热装置主要参数

5.1.3汽车预热装置设计任务实例

5.2汽车预热装置的实例检索

5.3建立汽车预热装置零部件模板库

5.4汽车预热装置的变型设计

5.4.1建立汽车预热装置主机的装配规划

5.4.2汽车预热装置各零件的变型设计过程

5.4.3建立和访问汽车预热装置的标准件库

5.5虚拟装配

5.5.1系统自动装配

5.5.2互换性设计

5.5.3干涉检验

5.6汽车预热装置部分零件的校核计算和有限元分析

5.6.1换热器的校核计算

5.6.2换热器温度场分析

5.7细化设计

5.7.1生成工程图

5.7.2自动生成B.O.M

5.8汽车预热装置设计方案库的维护与更新

5.9本章小结

第六章结论

参考文献

致谢