【硕士论文】弹簧计算机辅助设计系统研究与开发.pdf

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要AutoCAD软件最大的特点是具有开放性。为了提高设计质量及设计效率，目前比较普遍的做法是以AutoCAD为支撑平台，二次开发各种专业CAD软件。VisualBasic(简称VB)弓IA面向对象的编程机制，使用窗体和控件等可视化界面设计应用程序，提高了应用程序的开发效率。弹簧是使用广泛的机械零件，弹簧参数较多，类型各异，所以在设计和绘图时较为复杂。本文研究了以模块化设计思想为指导，用VB6．0为开发工具，在AutoCAD平台上二次开发Spring—CAD系统的原理和实现方法。Spring．CAD系统分成两个大的子系统，一是圆柱螺旋弹簧设计子系统，二是圆柱螺

2、旋弹簧图库子系统，均可独立运行，分别完成设计及校核和绘图工作，同时又能自动连接实现弹簧设计和绘图一体化功能。圆柱螺旋弹簧的设计包括几何参数计算、特性曲线的建立和分析、受载时的应力及变形分析等。在设计时，通常根据弹簧的最大载荷、最太变形及结构要求等来确定弹簧丝直径、弹簧中径、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。弹簧设计理论是Spring．CAD系统数学建模的基础。数据处理的数学模型是处理数据的依据。弹簧设计计算时需要查阅大量的图表和线图，将数表中的数据或离散化后的线图存入数组中，用直接查表、插值或曲线拟合等方法分别建立数学模型来处理所需数据。每一种弹簧设计系统包含两个界面，一个是设计参数

3、输入界面，一个是设计结果显示界面。弹簧图库系统实现时首先要将VB与AutoCAD连接起来，在程序中要创建并调用图层，创建图形实体，还要进行图库系统界面设计。经过测试，Spring．CAD系统集发计计算、校核和绘图于一体，能提高弹簧没汁人员的工作效率，具有较强的工袱应用性和良好的可扩展性。关键词：弹簧计算机辅助设计；AutoCAD；数据处理；弹簧设计系统：弹簧图库系统华中科技大学硕士学位论文1绪论1．1计算机辅助设计(CAD)简介计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)，就是将计算机技术应用到各个工程设计领域中，它包括计算、分析、优化、绘图及技术经济分析等【lI。CAD

4、技术作为电子信息技术的一个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化、实现设计自动化、增强企业竞争力、加速国民经济发展和国防现代化的一项关键技术[21。目前，CAD技术日趋成熟，应用日益广泛，om技术的开发与应用，使产品设计和工程设计的工作内容和方式发生了根本性的变革，无论在设计速度、精度、图画质量以及在社会效益和经济效益等方面，都具有传统设计方法无法比拟的优点，并产生了巨大的效益，成为工业发达国家制造业、建筑业保持竞争力、开拓市场的重要技术手段，有力的促进了世界高新技术的发展和新产品的迅速更新换代[31。1．2CAD技术国内外发展现状国外CAD软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，

5、所以它们发展比较成熟，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件，如Unigraphics(UG)、SOUDEDGE、AutoCAD等。近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行了汉化牙口二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统，如大恒CAD、开目CAD、银河CAD系统等。目前国内流行的做法一是对现有CAD软件二次开发，开发出符合实际应用的软件，二是研发具有自主版权的CAD软件。CAD技术在机械工程领域中的应用，主要体现在进行参数化设计、三维造型研究和进行工程分析，如有限元分卡厅、优化设计、运动学及动力学分析等。CAD技术正在向着集成化、智能

6、化、网络化等方向发展f“。一是CAD／CAM／CAPP的集成应用，解决产品信息模型数据的转换；二是应用并行工程的歧汁理论和概念设计的理论，解决方案拟定与选择、结构没计与评价等推理型智能问题；三是进行华中科技大学硕士学位论文网络协同设计，扩大CAD的地域应用空间。1．3AutoCAD二次开发的必要性计算机辅助设计最早用于计算机辅助机械设计，目前应用最广的领域仍然是计算机辅助机械设计蹦。Autodesk公司的AutoCAD软件，以其杰出的机械工程图形处理能力得到广泛应用。AutoCAD是当今世界上较为流行、使用很广的计算机辅助设计和图形处理软件。AutoCAD是一功能强大的软件工具库，自

7、AutoDesk公司正式公开发行以来，至今己推出了AutoCADR14、AutoCAD2000、AutoCAD2002等版本。AutoCAD绘图功能强大，AutoCAD的绘图软件包是～高效的辅助绘图软件，它可以根据用户的指令迅速准确地绘出需要的图形，在很多领域都得以应用，如各种设备制图、各种制造业的设计图、航海图和各种动画制作等。AutoCAD对绘图没有任何限制，凡手工能绘制的图形，AutoCAD都能做到，并且可大大提高精确度。AutoG≮D提供一组实体，