基于STEP中性文件的旋轉機械Pro/E模型C++實(shí)例化

2014-11-27 劉保國 河南工業(yè)大學(xué)機械電子工程研究所

　　STEP中性文件是實(shí)現產(chǎn)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(jìn)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(guān)系，通過(guò)詞法分析模塊對STEP中性文件進(jìn)行分析處理，完成轉子STEP中性文件c++的實(shí)例化，實(shí)現Pro/E與旋轉機械CAE軟件之間的無(wú)縫聯(lián)接。

　　引言

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

　　隨著(zhù)制造業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，STEP標準已經(jīng)得到了普遍的重視和應用，特別是在航空航天、船舶、汽車(chē)等行業(yè)更是有了很大的發(fā)展。隨著(zhù)計算機技術(shù)的進(jìn)步，各類(lèi)CAD、CAM、CAPP、CAE軟件促進(jìn)了制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)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(lái)解決異構環(huán)境下的數據共享問(wèn)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(wèn)題。國外許多研究單位，如Product Data Integration Technologies公司，Object Management Group等都在進(jìn)行STEP方面的研究工作，現有專(zhuān)門(mén)支持遵循STEP標準的產(chǎn)品建模和產(chǎn)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(fā)展階段，國家技術(shù)監督局標準化所、航空625所、一汽和二汽合資創(chuàng )辦了STEP產(chǎn)品數據技術(shù)中心(C-STEP);哈爾濱工程大學(xué)在STEP的AP201應用協(xié)議方面取得了一定研究成果;還有一些學(xué)者從微觀(guān)上將STEP應用于Pro/E、有限元等軟件進(jìn)行下游開(kāi)發(fā)。旋轉機械是工程中廣泛使用的一類(lèi)設備，其動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析方法與一般的機械結構動(dòng)力學(xué)問(wèn)題不同，為此，作者及其領(lǐng)導的課題組開(kāi)發(fā)了旋轉機械CAE系統。這是一款針對旋轉機械設備動(dòng)、靜力學(xué)問(wèn)題的特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)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(jìn)行旋轉機械設備的動(dòng)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(jìn)行結構分析的基礎上，通過(guò)建立中性文件與c++之間的映射關(guān)系，實(shí)現中性文件c++對象的實(shí)例化，最終實(shí)現CAD與旋轉機械CAE系統分析軟件之間的無(wú)縫聯(lián)接。

1、Step中性文件的結構

　　ISO 10303-21規定基于EXPRESS語(yǔ)言(ISO 10303-11)的產(chǎn)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(guān)鍵字ISO-10303-21開(kāi)始，以關(guān)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(guān)鍵字HEADER開(kāi)頭，以關(guān)鍵字ENDSCE結束，包含所用三維建模軟件的相關(guān)信息。數據段是由EXPRESS定義的概念模式中實(shí)體的實(shí)例，以關(guān)鍵字DATA開(kāi)頭，以關(guān)鍵字ENDSCE結束，包含了產(chǎn)品的幾何數據信息和拓撲關(guān)系。

4、結束語(yǔ)

　　針對特定的轉子分析軟件，通過(guò)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(guān)系,在詞法分析模塊預處理后，按照其與c++間的映射關(guān)系，通過(guò)實(shí)例化程序完成中性文件的c++實(shí)例化。本文對于實(shí)現CAD與旋轉機械CAE系統分析軟件的集成有重要參考價(jià)值。