門座式起重機三維快速建模方法與流程

本發明屬于機械設計制造領域，具體涉及一種門座式起重機三維快速建模方法。

背景技術：

隨著經濟的發展，眾多大型工程設備的廣泛使用。設備安全問題也越來越受到廣大商家用戶及相關單位重視。起重機作為大型的起吊設備，在日常的工作中承擔著非常繁重的工作任務。通常所吊的物品都是重型昂貴的物品，所以保證起重機的設備安全性尤其重要。據資料統計，我國每年起重機傷害事故死亡人數，占全部工業企業死亡總數的15%左右，每年起重機事故傷亡人數在所有機械事故死亡人數中居首位。從以往發生的起重機械事故分析，引起起重機事故的原因主要可以分成3個方面，即起重機械本身、人員因素及管理的因素。其中機械本身的因素主要是機械設備本身存在設計、制造欠佳、使用維護不當造成的缺陷，使其他因素在十分完好的狀態下，也有可能發生重大人身事故。

目前對起重機進行結構動靜力學分析主要是采用有限元分析。所用的有限元分析軟件有ANSYS等。通過建模仿真方法，實現對起重機械，特別是其金屬結構強度、剛度、穩定性和疲勞壽命等的數值分析，實現對安全評估方案和現場測試數據的交叉驗證。為了滿足起重機械有限元分析，需要進行大量的三維實體建模和有限元建模工作。由于（1）三維實體建模工作量大，一般情況下，門座式起重機的建模周期為30天；（2）建模中的重復性工作比較多，結構參數每處細小變化都可能導致整個模型的重建，浪費了大量時間和精力；（3）建模軟件專業性強，對使用者的要求較高，一般使用者難以短時間內掌握和熟練使用，這些都將導致安全評估工作效率不高。因此，為提高三維建模速度，進一步改善安全評估工作的效率和質量，開展相應的建模方法技術研究尤為重要。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對背景中所提到的門座式起重機安全評估工作中建模周期長的問題，提供一種門座式起重機三維快速建模方法，該方法能夠實現人機交互式操作，快速修改參數值進而建立新的門座式起重機三維模型圖。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種門座式起重機三維快速建模方法，其特征在于，具體操作步驟為：1）對Pro/ENGINEER5.0進行二次開發、2）利用Pro/ENGINEER5.0建立門座式起重機三維模型樣板并參數化，3）利用二次開發程序修改模型樣板尺寸值，生成新模型，完成門座式起重機三維快速建模。

進一步地，所述對Pro/ENGINEER5.0進行二次開發，包括編寫菜單資源文件、參數化對話框資源文件、注冊文件、主應用程序源文件。

進一步地，所述利用Pro/ENGINEER5.0建立門座式起重機三維模型樣板并參數化，包括門座式起重機結構劃分、建立門座式起重機各結構三維模型圖、門座式起重機三維模型樣板參數化。

進一步地，所述門座式起重機結構劃分，將門座式起重機結構劃分為門架、轉柱、轉盤、人形架、起重臂、大拉桿、象鼻梁。

進一步地，所述建立門座式起重機各結構三維模型圖，根據標準圖紙以各結構截面長寬或內外徑、整體長度、壁厚、內部筋板間距和厚度作為建模主變量并以此建立各結構三維模型樣板，其他尺寸作為從變量，根據幾何關系，利用Pro/ENGINEER5.0中“關系”命令約束主變量和從變量。

進一步地，所述門座式起重機三維模型樣板參數化，是將已建立的各結構模型圖裝配成門座式起重機三維模型圖，利用Pro/ENGINEER5.0中“關系”命令添加局部參數，將局部參數與模型主變量相關聯。

進一步地，所述利用二次開發程序修改模型樣板尺寸值，生成新模型，包括打開門座式起重機三維模型樣板、利用注冊文件注冊Pro/ENGINEER5.0二次開發程序、彈出參數化對話框，修改對話框中的特征主變量參數值，生成新的門座式起重機三維模型圖，完成門座式起重機三維快速建模。

本發明的工作原理如下：

本發明是一種門座式起重機三維快速建模方法，通過對Pro/ENGINEER5.0進行二次開發和建立門座式起重機參數化模型樣板來實現快速建模。對Pro/ENGINEER5.0進行二次開發主要是編寫相關資源文件和主應用程序源文件。建立參數化模型樣板主要是對門座式起重機結構進行劃分，選取主要外形特征尺寸作為主變量，其他尺寸作為從變量并利用幾何關系約束主從變量，最后添加局部參數，并將局部參數與主變量相關聯，通過修改局部參數值進而改變主變量，同時驅動從變量變動。主應用程序源文件中添加的局部參數名與模型樣板中添加的局部參數名相同，從而將二次開發程序與參數化模型樣板相結合，二次開發程序可以實現在Pro/ENGINEER5.0菜單欄中添加新菜單，當打開參數化模型樣板后，點擊新菜單便可彈出參數化對話框，對話框中顯示了模型各特征主變量參數值，用戶可以快速修改該參數值，點擊模型更新命令，修改后的參數值便可傳遞給模型樣板中的特征主變量，進而改變主變量值和從變量值，最終生成新的門座式起重機三維模型圖。

與現有建模方法和技術相比，本發明具有如下突出優點：

1.本發明中的模型樣板是根據現有的門座式起重機標準圖紙建立的，符合同類型不同型號的門座式起重機結構特點。

2.本發明采用Pro/ENGINEER5.0二次開發和起重機參數化建模相結合的方法，實現三維參數化設計建模。

3.本發明能夠實現人機交互，在參數化對話框中顯示模型各特征尺寸參數值。

4.本發明可以通過參數化對話框快速修改參數，從而修改模型特征尺寸值，快速生成新模型。

附圖說明

圖1為本發明的門座式起重機三維快速建模方法主程序框圖。

圖2為Pro/ENGINEER5.0二次開發子程序框圖。

圖3為利用Pro/ENGINEER5.0建立門座式起重機三維模型樣板并參數化子程序框圖。

圖4為起重機模型樣板尺寸值修改子程序框圖。

圖5~12為門座式起重機裝配體及零件結構的模型樣板圖。

圖13為參數化對話框圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

實施例一：

如圖1所示，本發明提供了一種門座式起重機三維快速建模方法，圖1為快速建模方法主程序框圖，包括對Pro/ENGINEER5.0進行二次開發，利用Pro/ENGINEER5.0建立門座式起重機三維模型樣板并參數化，利用二次開發程序修改模型樣板特征尺寸值，生成新模型，完成門座式起重機三維快速建模。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，特別之處是：

如圖2所示，為Pro/ENGINEER5.0二次開發子程序框圖，Pro/ENGINEER5.0進行二次開發主要包括編寫菜單資源文件、參數化對話框資源文件、注冊文件、主應用程序源文件。

實施例三：

本實施例與實施例二基本相同，特別之處是：

如圖3所示，為利用Pro/ENGINEER5.0建立門座式起重機三維模型樣板并參數化子程序框圖，包括門座式起重機結構劃分、建立門座式起重機各結構三維模型圖、門座式起重機三維模型樣板參數化，具體操作步驟如下：

? 門座式起重機結構劃分：將門座式起重機結構劃分為門架、轉柱、轉盤、人形架、起重臂、大拉桿、象鼻梁；

? 建立門座式起重機各結構三維模型樣板：如圖5至11所示，根據標準圖紙以各結構截面長寬或內外徑、整體長度、壁厚、內部筋板間距和厚度作為建模主變量并以此建立各結構三維模型樣板，其他尺寸作為從變量，根據幾何關系，利用Pro/ENGINEER5.0中“關系”命令約束主變量和從變量；

? 門座式起重機三維模型樣板參數化：如圖12所示，將已建立的各結構模型圖裝配成門座式起重機三維模型圖，利用Pro/ENGINEER5.0中“關系”命令添加局部參數，將局部參數與模型主變量相關聯；

實施例四：

本實施例與實施例三基本相同，特別之處是：

如圖4所示，為起重機模型樣板尺寸值修改子程序框圖，利用二次開發程序修改模型樣板特征尺寸值進而生成新模型：先打開門座式起重機三維模型樣板、利用注冊文件注冊Pro/ENGINEER5.0二次開發程序、彈出參數化對話框，如圖13所示，修改對話框中的特征主變量參數值，生成新的門座式起重機三維模型圖，完成門座式起重機三維快速建模。