1.绪论
根据用户对枪弹设计软件的应用需求,本文在吸收借鉴传统的枪弹设计软件研发思想及方法的基础之上,以VB为开发工具、结合SQL Server数据库管理系统、利用三维CAD软件SolidWorks的实体造型及参数化设计技术,幵发出了具有枪弹结构设计及枪弹性能计算功能的、基于SolidWorks环境运行的枪弹辅助设计软件,主要工作内容有:1)在VB中建立了枪弹辅助设计软件各功能模块的数据交互界面,并为每个功能模块设计了SQL Server数据库关系表;2)解决了枪弹辅助设计软件开发过程中,弹丸弧形部难以绘制和SolidWorks不能绘制拟合样条线的难点问题;3)实现了 VB对SoiidWorks的二次幵发,能够利用VB控制SolidWorks自动建模、自动装配、自动读取弹丸特征量;4)开发了弹丸弹道计算、性能校核和弹道系数符合计算等功能模块;5)对枪弹结构辅助设计软件进行了数据报告自动生成、数据加密处理等辅助功能幵发,并最终将程序源代码封装编译、生成了基于SolidWorks环境运行的DLL插件。用户提出的枪弹辅助设计软件功能中,枪弹结构特征量的获取有两种途径,一种是纯语言编程计算,一种是对己有的三维参数化设计软件进行二次幵发。纯语言编程计算虽然能够满足用户需求,但是设计过程不直观,用户无法及时了解弹丸具体形态;基于已有的三维软件不但可以轻松准确的获取弹丸特征量,而且可以实时了解弹丸结构,显然,后一种途径优于前者。对已有软件进行二次幵发,编程语言的选择对开发的难易程度有很大影响,而且鉴于弹丸设计和计算时需要大量的数据交互,应该为弹丸建立相应的数据存储空间。在众多三维CAD软件中,SolidWorks —直以其优良的性能,不断创新的技术成为机械领域最活跃的CAD设计软件之一,自1995年问世以来,备受工业界的欢迎,SolidWorks全面釆用非全约束的全参数化特征建模技术,为设计师提极强的设计灵活性,利用它,可以十分方便地实现复杂的三维零件造型、复杂零部件装配、实体特征量的读取和工程图生成。SolidWorks软件不但本身设计功能强大,而且为方便用户对自身进行功能扩充,它还提供了完整、免费的二次幵发接口,用户可以使用VB、VC、C++等任何支持对象链接与嵌入技术的编程语言对其进行二次幵发,以定制自己的应用方案[17]。SolidWorks还具有宏录制功能,用户对SolidWorks中录制的VBA (Visual Basic forApplication, Visual Basic应用程序)宏程序稍作修改就可以轻松实现自己需要的功能,而且,VBA宏程序与VB语言在语法上极其相似,对提高软件开发速度、降低软件开发难度非常有利。为方便实现弹丸零件自动化建模与弹丸结构特征量获取的功能开发,缩短枪弹辅助设计软件的幵发周期,综合考虑,本文选用SolidWorks作为软件的开发平台。
论文共分六章,各章节主要内容如下:
第一章:绪论。简述了CAD技术在工程设计领域的重要地位和幵发枪弹辅助设计软件的现实意义,对国内枪弹设计软件研发的现状做了简要分析,最后对本文主要工作内容和章节安排做了简要介绍。第二章:枪弹辅助设计软件总体设计。根据用户需求,对枪弹设计软件的开发工具进行了选择;对利用VB开发SolidWorks三维建模软件的原理做了简单叙述;提出了本文开发SolidWorks的原理流程图和软件系统的总体结构图,明确了开发思路。第三章:基于SolidWorks的弹丸模型自动创建功能开发。对传统的SolidWorks 二次开发方法进行了分析比较后,选择了适合于枪弹建模的开发方案,制定了弹丸结构划分规则,设计了弹丸尺寸数据输入界面及与界面相对应的数据库关系表格。最后利用VB开发了在SolidWorks中自动绘制弹丸零件模型、自动建立弹丸装配体、自动读取弹丸结构特征量等功能。第四章:枪弹性能计算。对枪弹性能计算中的内弹道计算、外弹道计算、终点弹道计算、发射强度校核、飞行稳定性校核等模块幵发的理论依据及模块功能进行了介绍,并解决了各个功能模块在幵发过程中需要解决的难点问题。第五章:枪弹设计软件辅助功能开发。对枪弹辅助设计软件进行了数据文档自动生成、数据保密、设置用户登陆权限等辅助功能开发,并在所有功能开发完成的情况下,对软件源代码进行了封装编译,生成了能够在SolidWorks环境中运行的DLL动态链接库插件。最后以实例演示了枪弹辅助设计软件的实际功能。第六章:结论及展望。总结论文所做工作,指出在该课题基础上进一步幵发的方向。其中第三章、第四章、第五章为本文重点所做的工作。
3 基于SolidWorks的弹丸模型自动创建功能开发………………14
3.1 模型绘制方案选择………………14
3.2 弹丸结构分析………………15
3.3 界面及数据库设计………………16
4 枪弹性能计算功能开发………………41
4.1 pj弹道计算………………41
4.2 外弹道计算………………44
4.3 终点弹道计算………………45
4.4 弹丸发射强度校核………………46
4.5 弹丸飞行稳定性校核………………48
4.6 弹道系数符合计算………………50
4.7 本章小结………………50
5枪弹设计软件辅助功能开发………………51
5.1 自动生成计算报告文档………………51
5.2 软件加密………………54
5.2.1文件夹加密………………54
5.2.2设置登陆窗口………………55
5.3 Sol id Works 插件制作……………………56
总结
论文主要工作和研究成果如下:
1）根据工厂需求,有针对性的选择了枪弹辅助设计软件的幵发平台、开发语言以及配套的数据库管理系统。在深入研究SolidWorks 二次幵发原理的基础之上,对SolidWorks API对象模型的实际应用进行了分析探讨,并进一步提出了枪弹辅助设计软件的幵发方案,明确了软件幵发的总体结构。2)对枪弹结构进行了深入的分析研究,根据软件幵发及使用的实际需要,提出枪弹由外及内、由底至尖的结构划分规则。在VB环境中建立了与弹.丸划分规则相对应的弹丸尺寸数据输入界面,并对界面进行了人性化处理;在SQL Server数据库中建立了与数据输入界面相对应的数据库关系表格,为枪弹结构尺寸数据的输入与存储提供了便利。3)实现了对SolidWorks功能的增值开发,使用户只需要在提供的数据输入界面完整的输入弹丸结构尺寸,程序就能快速准确的自动建立弹丸零件三维模型、自动完成弹丸零件的装配、自动读取弹丸装配体的结构特征量,并将弹丸特征量存储于数据库,方便用户在弹丸性能计算时轻松实现对弹丸特征量数据的快速获取。4)在完成弹丸特征量获取的基础之上,开发了弹丸内弹道计算、外弹道计算、终点弹道计算、发射强度校核、飞行稳定性校核、内弹道系数符合、外弹道系数符合、终点弹道系数符合等功能模块,并为每个功能模块建立了相应数据库关系表,建立了关系表之间的数据共享,全面满足了弹丸方案及技术设计阶段的实际开发需要。5)对枪弹辅助设计软件进行了弹丸数据文档自动输出、文件加密等辅助功能开发,在所有功能幵发完成后,对所有功能模块的源程序进行封装编译,生成了DLL动态链接库插件,并成功的将其嵌入到SolidWorks环境中运行,提高了枪弹辅助设计软件的运行速度。
参考文献
[1]郑开原.航空发动机结构初步参数化设计.南京航空航天大学硕士论文,2002
[2]汪洋.基于SolidWorks的汽车主减装配线翻转夹具参数化设计系统的开发.合肥工业大学硕士学位论文,2009
[3]孙家广.广义CAD技术发展历程.计算机世界报,2001
[4]魏惠之,朱鹤松等.弹丸设计理论.北京:国防工业出版社,1985
[5]赵文瑄.弹丸设计原理.北京:北京理工大学出版社,1988
[6]姜彩云.弹丸CAD与火炮总体CAD的关系及实现方法探讨.现代兵器,1989,(11):24-26
[7]吴访升,高乃同,吴志林.计算机辅助枪弹结构设计软件系统.南京理工大学学报,1996,20(3):245-248
[8]吴访升,高乃同.机枪用尾翼稳定脱壳穿甲弹辅助设计系统研究.弹道学报,1996,8(2) :27-33
[9] Kraig Brockschmid.Inside OLE.Washin gton: Microsoft Press, 1995
[10] Gilrim Choi,Taegyun Kim.UML CASE Tool Supporting OLE Compound Docment.l 1thAsia-Pacific Software Engineering Conference,2004