今天
郑州CAD培训为大家讲一讲CAD三维轮胎数字化模型开发设计平台中AIDT系统架构
AJDT系统架构如图1所示,其中需求表达获取模块中的需求包括概念性需求和详细需求,概念性需求指轮胎产品的性能指标量化参数组合,详细需求指明确提供轮胎轮廓的数据、花纹沟数据和花纹沟截面数据等.需求分析预处理模块对需求参数进行分析,主要是针对概念性需求的分析,包括需求预处理和解析,产生一个概念性目标表示,目标产生的过程中必须参考轮胎知识库中的信息,并产生相应的产品约束;对详细需求的参数主要进行参数合理性分析;产品清单生成模块主要是根据概念性目标和相应的约束条件参考零件库及性能特征属性量化值,产生出可行的零件组合,这里用可行解的概念表述,可行解并非一定是最优解,这个过程中并不是要产生最优化的组合,且可行解的数量每次最多输出个数小于一个给定的阈值,可行解就是轮胎零件清单,这里的零件定义为轮胎轮廓类型、横沟、纵沟、剖面和相互的关联信息.清单造型模块根据零件清单在CAD软件中加工出准确的轮胎产品三维模型.产品需求检验模块对轮胎的三维模型应用仿真软件进行性能分析,比如驱动性和制动性性能等,一些特别的性能需求可以产生实体来实践测量,如果所有的清单都不满足要求,则把各种清单的缺陷量化数据反馈到产品清单生成模块,产品清单生成模块根据反馈的数据重新根据零件库有目标的优化组合,重新产生出相应数量的清单,如此迭代反复,如果遍历所有的可行解都不满足需求要求,则反馈消息于零件库的零件需求增补模块,并显示无解状态,否则显示可行的轮胎产品.轮胎零件库的建立需要大量的原始建模和实际测量工作,包含产品和零部件的数字化定义.轮胎产品的主框架结构和设计规则主要体现在产品清单的构成和清单造型的方案设计方面,整个流程体现着自上而下的控制参数和全局参数等数据流的流动传递和处理,从而保证子模块之间,轮胎零部件之间的相关性和高度设计柔性
产品清单造型模块
轮胎产品的造型方案是本文论述的重点,也就是三维轮胎数字化模型开发平台所应用的造型设计模板,目前轮胎造型的方法可归纳为三种:
(1)使用Sketcher模块绘制草图,然后通过修改约束形成准确的轮胎断面轮廓图;使用曲面造型模块直接在轮胎断面轮廓的旋转曲面上绘制一节距花纹;利用实体造型模块对复杂的曲面进行填充,生成实体.
(2)利用数学方法计算生成其截面控制点,利用程序读取控制点坐标,直接在CATIA软件曲面设计环境中,自动生成各剖面的Spline曲线,然后采用CATIA高级曲面的“Loft”,命令完成复杂曲面的造型设计.
(3)根据轮胎和轮胎花纹的特征,找到轮胎花纹曲线上的点从平面到立体的函数转换,生成空间曲线,然后生成花纹的截面.花纹直壁面的生成方法也主要有两种,①通过以花纹曲线为引导线,与轮胎表面的法线成一定脱模斜度的直线为截面线,引导生成;②使用曲面造型设计中的多截面扫描,通过控制截面的角度,准确完成复杂曲面的造型设计.
方案①更适合于手工绘制,难以用编程实现.方案②和方案③在处理复杂多变的花纹沟时显得繁杂,需要过多的人工干预,自动化程度较低.
本文提出了一种既利于编程实现,同时也满足精度要求的解决方案.系统以CATIA V5R18版本为载体研究轮胎的三维造型并通过CATIA自带的VB语言实现了该模块;通过充分利用CATIA的实体造型和曲面造型功能,利用其多截面实体造型功能和实体之间的联合修剪实现一节距轮胎的实体造型,最后通过CATIA的环形阵列实现整个轮胎的三维造型.造型模板流程如图2所示,其中每个方框代表一个系统模块,流程线表示模块执行条件或顺序