基于STEP中性文件的旋转机械Pro/E模型C++实例化

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)河南工业大学机械电子工程研究所 作者:刘保国

  STEP中性文件是实现产品全生命周期信息表达与共享的重要方法,该文以旋转机械为研究对象,在对STEP中性文件及其数据结构进行分析的基础上,针对转子机械STEP中性文件,建立了其与c++的映射关系,通过词法分析模块对STEP中性文件进行分析处理,完成转子STEP中性文件c++的实例化,实现Pro/E与旋转机械CAE软件之间的无缝联接。

  引言

  STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)标准是一套关于产品整个生命周期中产品数据的表达和交换的国际标准,通过一种不依赖于具体系统的中性机制,实现产品全生命周期中的产品信息数据表达的一致性和完整性。

  随着制造业自动化的快速发展,STEP标准已经得到了普遍的重视和应用,特别是在航空航天、船舶、汽车等行业更是有了很大的发展。随着计算机技术的进步,各类CAD、CAM、CAPP、CAE软件促进了制造业自动化的发展。面对多种多样的CAX软件,需要找到一种通用的数据交互模式来解决异构环境下的数据共享问题,而基于STEP标准的中性文件可以很好的解决CAX软件之间的接口问题。国外许多研究单位,如Product Data Integration Technologies公司,Object Management Group等都在进行STEP方面的研究工作,现有专门支持遵循STEP标准的产品建模和产品数据交换的软件系统有Pro STEP和STEP tools。国内对STEP标准的研究处于探索发展阶段,国家技术监督局标准化所、航空625所、一汽和二汽合资创办了STEP产品数据技术中心(C-STEP);哈尔滨工程大学在STEP的AP201应用协议方面取得了一定研究成果;还有一些学者从微观上将STEP应用于Pro/E、有限元等软件进行下游开发。旋转机械是工程中广泛使用的一类设备,其动力学问题的分析方法与一般的机械结构动力学问题不同,为此,作者及其领导的课题组开发了旋转机械CAE系统。这是一款针对旋转机械设备动、静力学问题的特点专门开发的分析软件,可以分析转子的固有频率、临界转速、稳定性、不平衡响应等,也可以进行旋转机械设备的动平衡计算。

  本文以旋转机械的转子为研究对象,在对基于STEP标准的中性文件进行结构分析的基础上,通过建立中性文件与c++之间的映射关系,实现中性文件c++对象的实例化,最终实现CAD与旋转机械CAE系统分析软件之间的无缝联接。

1、Step中性文件的结构

  ISO 10303-21规定基于EXPRESS语言(ISO 10303-11)的产品三维模型(ISO 10303-203)的中性文件表达格式。STEP中性文件采用纯正文编码格式,以关键字ISO-10303-21开始,以关键字END-ISO-10301-21结束,由头部段(HEADER)和数据段(DATA)两部分组成[3]:头部段以关键字HEADER开头,以关键字ENDSCE结束,包含所用三维建模软件的相关信息。数据段是由EXPRESS定义的概念模式中实体的实例,以关键字DATA开头,以关键字ENDSCE结束,包含了产品的几何数据信息和拓扑关系。

4、结束语

  针对特定的转子分析软件,通过对转子模型的STEP中性文件结构分析,建立其与c++之间的映射关系,在词法分析模块预处理后,按照其与c++间的映射关系,通过实例化程序完成中性文件的c++实例化。本文对于实现CAD与旋转机械CAE系统分析软件的集成有重要参考价值。

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