基于CATIA二次开发的制动盘摩擦半径计算技术研究

作者:张辉;李泷杲 刊名:制造业自动化 上传者:李建廷

【摘要】为实现在CATIA环境下对制动盘摩擦半径进行计算,提出一种基于CATIA二次开发的三角网格分割计算方法。该方法便于在CATIA软件中实现,系统复杂度及处理难度相对传统计算方法大为降低,实用性较高。同时通过CATIA二次开发实现了对制动盘摩擦半径计算系统的搭建,并通过标准件进行该系统的验证。验证结果表明通过所述方法搭建的系统实现了正确计算摩擦半径的目的,达到了在CATIA环境下进行操作的目标。

全文阅读

0引言CATIA作为一款集CAD/CAM/CAE与一体的软件,提供产品设计、机械加工、分析和模拟等功能,已广泛应用于汽车[1]、航空航天[2]、船舶制造[3]及水利水电[4]等行业实际生产设计中。通常,我们可以依托其自身强大的功能解决众多问题。但针对某些特殊问题,CATIA原有功能并不能方便快速地解决,造成实际生产设计效率降低、产品周期延长、成本提高等问题。因此需要针对指定用户需求进行软件二次开发,以满足特殊生产设计需求,从而提高生产效率。而CATIA为适应实际生产设计需求,也提供了相应的二次开发接口供用户进行软件功能的模块化定制。本文面对CATIA环境下制动盘摩擦半径采用传统计算方法难以进行二次开发等问题,提出一种针对CATIA环境的三角网格分割计算摩擦半径法,并对该计算方法做出详细介绍。同时通过二次开发的方式进行制动盘摩擦半径计算系统搭建,并通过标准件数模进行仿真验证实验,验证所述方法的可行性。1 CATIA二次开发技术为满足用户对软件功能和性能的要求和软件本地化、用户化的要求,CATIA开放了大部分接口,提供了强大的二次开发平台。CATIA的二次开发接口主要是通过进程内和进程外两种方式与外部程序通信[5]。CATIA软件与脚本运行在同一进程地址空间,即为进程内应用程序;CATIA与外部程序在不同进程地址空间运行为进程外应用程序。具体来说,CATIA主要有两种二次开发方法:一种是使用宏对CATIA进行二次开发,另一种是使用组件应用架构[6](Components ApplicationArchitecture)对CATIA进行二次开发。相较而言,CAA方法具有强大的交互、集成功能,可以实现深层次和复杂系统的开发,有良好的开放性和稳定性,且CAA方法综合了C++本身丰富的库,具有强大的界面开发功能,本文采用CAA方法对CATIA进行开发。2传统制动盘摩擦半径计算模型2.1计算模型简介摩擦半径(Rm)定义为:闸片与制动盘接触面积的平均半径即为摩擦半径。传统求解摩擦半径的计算方法[7]如图1所示。图1制动盘摩擦半径计算设:闸片与制动盘之间的摩擦系数为μ,单位面积上的正压力为P。则单侧闸片对制动盘的制动力矩为:单侧闸片对于制动盘的总摩擦力记为:F。则:*mM=R F(2)所以制动盘摩擦半径为:3 32 12 22 12()3()mM R RRF R R-==-(4)式中,R1代表闸片与制动盘接触面的内径,R2代表闸片与制动盘接触面的外径。该方法通常应用于标准扇形衬块,对于形状复杂的闸片(如图2所示),在CATIA环境下通过扇形积分单元进行积分的方式计算过程复杂,模型较难以建立。图2复杂形状闸片2.2计算模型缺点通过对上述方法描述,可以得出该方法具有以下缺点:1)适用性低。对于形状复杂的闸片摩擦半径的计算,难以确定闸片内外半径,人工确定不免会造成结果失准;2)求解复杂。对于形状复杂的闸片摩擦半径的计算,倘若闸片内部存在特殊形状及形状大小不定的孔等特征,在计算时需要将孔等剔除,求解过程过于复杂;3)不利于软件自动化实现。通过上述1)、2)可知,若进行软件自动化实现,因闸片形状和对称度无法确认,同时闸片内部形状未知,使得该方法在CATIA环境下进行软件化时会遇到计算量大,求解局限性高,难以区分内部孔,边界条件不定等各种情况,进而造成所得结果不准的情况。3基于CAA的计算模型3.1计算模型简介通过传统计算方法,发现制动盘摩擦半径基于积分计算而来,即只需将所求区域划分成相应的积分单元再进行积分求解即可。因此,想到将区域划分为有限元三角网格,如图3所示。图3三角

参考文献

引证文献

问答

我要提问