高速列車頭部外形參數化CAD系統(tǒng)研究.pdf

1、發(fā)展高速列車技術是當今我國鐵路運輸的重點，而列車頭部外形流線化是改善其空氣動力學性能的主要技術手段。為進一步提高我國高速列車研發(fā)、設計和制造水平，本文在曲面造型技術、參數化技術的理論基礎上，在SolidWorks軟件平臺和Visual C++編程環(huán)境中利用COM組件技術開發(fā)出高速列車頭部外形參數化CAD系統(tǒng)。 高速列車頭部外形是形狀復雜的空間曲面，對其進行合理的計算機模型表達是進行相關設計、性能分析與計算以及實現CAD/CAM的

2、基礎。本文對國內外高速列車氣動外形設計及三維曲線曲面造型理論進行了大量研究，分析了高速列車頭部外形曲面設計的原則和方法，并選擇NURBS曲面造型技術構建流線化的曲面模型。 通過對參數化技術及機車車輛行業(yè)中CAD應用現狀的分析，選用優(yōu)秀的中端微機三維機械設計軟件SolidWorks作為高速列車頭部外形參數化CAD系統(tǒng)開發(fā)平臺?；趯olidWorks二次開發(fā)相關技術的深入研究，選擇Viusal C++作為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。

3、根據SolidWorks中NURBS曲線便于控制與修改的特點，在特定的水平剖面、橫剖面和縱剖面上生成若干控制型線，構建高速列車頭部外形基本輪廓的三維線框和光順的NURBS曲面，實現驅動尺寸及特征屬性值的參數化變量設置，建立高速列車頭部外形曲面模型庫。通過SolidWorks API接口實現DLL插件程序驅動，在人機交互對話框中輸入任務書給定的外形輪廓控制參數后，系統(tǒng)調用曲面模型庫內的相應模型自動生成外形曲面。 基于COM組件技術

4、，在Visual C++中使用ATL和MFC類庫進行開發(fā)獲得的系統(tǒng)具有Windows應用程序風格的菜單、工具欄、形式多樣的對話框、大量的信息提示和良好的容錯處理機制，功能豐富，操作簡單，易于掌握。在完成高速列車頭部外形曲面參數化計算機輔助設計的基礎上，可對曲面實施等距、加厚和提取任意剖面位置曲面型線的技術處理，可設計相關附屬件邊界、輸出IGES格式文件，從而可以在其它CAD/CAE系統(tǒng)中進行后續(xù)的外形及板梁結構設計、強度分析、氣動性能分