基于STEP中性文件的旋轉機械Pro/E模型C++實例化

2014-11-27 劉保國 河南工業大學機械電子工程研究所

  STEP中性文件是實現產品全生命周期信息表達與共享的重要方法,該文以旋轉機械為研究對象,在對STEP中性文件及其數據結構進行分析的基礎上,針對轉子機械STEP中性文件,建立了其與c++的映射關系,通過詞法分析模塊對STEP中性文件進行分析處理,完成轉子STEP中性文件c++的實例化,實現Pro/E與旋轉機械CAE軟件之間的無縫聯接。

  引言

  STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)標準是一套關于產品整個生命周期中產品數據的表達和交換的國際標準,通過一種不依賴于具體系統的中性機制,實現產品全生命周期中的產品信息數據表達的一致性和完整性。

  隨著制造業自動化的快速發展,STEP標準已經得到了普遍的重視和應用,特別是在航空航天、船舶、汽車等行業更是有了很大的發展。隨著計算機技術的進步,各類CAD、CAM、CAPP、CAE軟件促進了制造業自動化的發展。面對多種多樣的CAX軟件,需要找到一種通用的數據交互模式來解決異構環境下的數據共享問題,而基于STEP標準的中性文件可以很好的解決CAX軟件之間的接口問題。國外許多研究單位,如Product Data Integration Technologies公司,Object Management Group等都在進行STEP方面的研究工作,現有專門支持遵循STEP標準的產品建模和產品數據交換的軟件系統有Pro STEP和STEP tools。國內對STEP標準的研究處于探索發展階段,國家技術監督局標準化所、航空625所、一汽和二汽合資創辦了STEP產品數據技術中心(C-STEP);哈爾濱工程大學在STEP的AP201應用協議方面取得了一定研究成果;還有一些學者從微觀上將STEP應用于Pro/E、有限元等軟件進行下游開發。旋轉機械是工程中廣泛使用的一類設備,其動力學問題的分析方法與一般的機械結構動力學問題不同,為此,作者及其領導的課題組開發了旋轉機械CAE系統。這是一款針對旋轉機械設備動、靜力學問題的特點專門開發的分析軟件,可以分析轉子的固有頻率、臨界轉速、穩定性、不平衡響應等,也可以進行旋轉機械設備的動平衡計算。

  本文以旋轉機械的轉子為研究對象,在對基于STEP標準的中性文件進行結構分析的基礎上,通過建立中性文件與c++之間的映射關系,實現中性文件c++對象的實例化,最終實現CAD與旋轉機械CAE系統分析軟件之間的無縫聯接。

1、Step中性文件的結構

  ISO 10303-21規定基于EXPRESS語言(ISO 10303-11)的產品三維模型(ISO 10303-203)的中性文件表達格式。STEP中性文件采用純正文編碼格式,以關鍵字ISO-10303-21開始,以關鍵字END-ISO-10301-21結束,由頭部段(HEADER)和數據段(DATA)兩部分組成[3]:頭部段以關鍵字HEADER開頭,以關鍵字ENDSCE結束,包含所用三維建模軟件的相關信息。數據段是由EXPRESS定義的概念模式中實體的實例,以關鍵字DATA開頭,以關鍵字ENDSCE結束,包含了產品的幾何數據信息和拓撲關系。

4、結束語

  針對特定的轉子分析軟件,通過對轉子模型的STEP中性文件結構分析,建立其與c++之間的映射關系,在詞法分析模塊預處理后,按照其與c++間的映射關系,通過實例化程序完成中性文件的c++實例化。本文對于實現CAD與旋轉機械CAE系統分析軟件的集成有重要參考價值。