高速列車頭部外形參數(shù)化CAD系統(tǒng)研究.pdf

1、發(fā)展高速列車技術(shù)是當(dāng)今我國鐵路運(yùn)輸?shù)闹攸c(diǎn)，而列車頭部外形流線化是改善其空氣動力學(xué)性能的主要技術(shù)手段。為進(jìn)一步提高我國高速列車研發(fā)、設(shè)計和制造水平，本文在曲面造型技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)的理論基礎(chǔ)上，在SolidWorks軟件平臺和Visual C++編程環(huán)境中利用COM組件技術(shù)開發(fā)出高速列車頭部外形參數(shù)化CAD系統(tǒng)。 高速列車頭部外形是形狀復(fù)雜的空間曲面，對其進(jìn)行合理的計算機(jī)模型表達(dá)是進(jìn)行相關(guān)設(shè)計、性能分析與計算以及實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的

2、基礎(chǔ)。本文對國內(nèi)外高速列車氣動外形設(shè)計及三維曲線曲面造型理論進(jìn)行了大量研究，分析了高速列車頭部外形曲面設(shè)計的原則和方法，并選擇NURBS曲面造型技術(shù)構(gòu)建流線化的曲面模型。 通過對參數(shù)化技術(shù)及機(jī)車車輛行業(yè)中CAD應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，選用優(yōu)秀的中端微機(jī)三維機(jī)械設(shè)計軟件SolidWorks作為高速列車頭部外形參數(shù)化CAD系統(tǒng)開發(fā)平臺。基于對SolidWorks二次開發(fā)相關(guān)技術(shù)的深入研究，選擇Viusal C++作為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。

3、根據(jù)SolidWorks中NURBS曲線便于控制與修改的特點(diǎn)，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(gòu)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(shí)現(xiàn)驅(qū)動尺寸及特征屬性值的參數(shù)化變量設(shè)置，建立高速列車頭部外形曲面模型庫。通過SolidWorks API接口實(shí)現(xiàn)DLL插件程序驅(qū)動，在人機(jī)交互對話框中輸入任務(wù)書給定的外形輪廓控制參數(shù)后，系統(tǒng)調(diào)用曲面模型庫內(nèi)的相應(yīng)模型自動生成外形曲面。 基于COM組件技術(shù)

4、，在Visual C++中使用ATL和MFC類庫進(jìn)行開發(fā)獲得的系統(tǒng)具有Windows應(yīng)用程序風(fēng)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(jī)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(shù)化計算機(jī)輔助設(shè)計的基礎(chǔ)上，可對曲面實(shí)施等距、加厚和提取任意剖面位置曲面型線的技術(shù)處理，可設(shè)計相關(guān)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(jìn)行后續(xù)的外形及板梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度分析、氣動性能分