基于Pro/E的发动机连杆设计系统开发

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20世纪至今，计算机可视化动态模拟技术-直不断前进发展。针对某-研究项目，用户可以在-些初始条件和理论分析的基础上创建相关的数学模型，运用计算机这-先进工具编制相应的软件，模拟其真实运动情况。通过模拟数据结果对照已有的真实试验测试结果，可以验证改动态模拟基于的数学模型建立得是否正确；并且即而推广到尚无真实试验结果的未知领域，通过动态模拟得到所需的数据或结论。

Pro/E是-种采用了特征建模技术，基于统-数据库的参数化的通用CAD系统。二次开发工具 Pro/YOOLKIT，在 Pro/E的基础上进行二次开发，可以比较方便地实现面向特定产品的程序自动建模功能，并且可以把较为丰富的非几何特征如材料特征、精度特征加入所产生的模型中，所有信息存人统-的数据库，是实现CAD/CAE/CAM集成的关键技术之-l1I。利用 Pro/E提供 Pro/TOOLKIT开发环境可以对Pro/E系统进行高级开发，以满足特殊诚的要求口1。Pro/TOO[ KIT包括了许多 Pro/E底层调用的库函数和头文件，借助第三方编译环境(如C语言，Vc)能够创建在Pro/E环境运行的可执行程序 exe文件)或动态连接库(dl文件)形式的程序，即Pro/TOOLKIT应用程序。发动机连杆是-种用途十分广泛且比较典型的机械构件，利用 Pro/TOOLKIT应用程序设计以对话框为主的主控界面和人机交互界面，实现连杆系统的参数化、可视化设计，这样可以缩短产品的开发设计时间和节约客观的设计资金，具有重要的设计和经济价值。

2 Pro/ENGEER二次开发的方法介绍Pro/ENGEER的二次开发 ，利用标准零件问的相似性，发挥Pro/ENGEER参数建模的特长，使用二次开发工具，如族表工具、用户定义特征 (UDF)、Pro/Program、J-link、Pro/TOOLKIT等来实现㈣。

Pro/EWildfire4.0开始可以采用VisualBasicAPI，通过 VisualBasic。

NET应用程序和应用程序 (如MicrosoftWord、Excel或Access)中的Visual Basic宏来进行二次开发。目前，采用Automation GA.rEWAY插件和VB的二次开发也比较常见。Automation GATEWAY是某公司开发的针对Pro/E软件的二次开发工具，与 Pro/E系统自带的二次开发 Pro/TOOLKIT相比，具有简单易用的优点 。应用Automation GATEWAY可以自动实现 Pro/E任务，创建用户界面，完全实现自动设计任务；应用 Automation GATEWAY可以把任何支持 ActiveX的应用程序和 Pro/E建立直接联系。利用 Visual来稿日期：2012-04-12基金项目：广东侍育厅产学研项目(B090300060)作者简介：盛庆伟，(1988-)，男，江苏南通，硕士研究生，主要研究方向：农业机械设计；戈振扬，(1959-)，男，云南昆明，教授，博士，硕士研究生导师，主要研究方向：陆稻耕作机械设计第2期 盛庆伟等：基于Pro/E的发动机连杆设计系统开发 95Basic，可以使 Microsoft Ofice产品 (如 Word、Excel和 Explorer等)和 PmNGEER对象之间进行数据交换。

3连杆设计系统的开发3.1系统开发平台Visual Studio 2008是-个功能强大的可视化软件开发工具，运用 MFC(micro soft foundation class library)构成了-个应用程序框架。Pro/TOOLKIT是Pro/E自带的C语言的二次开发工具，其开发程序有同步模式和异步模式两种 ，开发采用同步模式。同步模式下Pro/E根据注册文件中的信息启动根据注册文件中的信息启动应用程序，Pro/TOOLKIT应用程序和Pro/E产生各自的进程，程序的控制权在两个进程之间切换。

3-2系统开发过程连杆设计系统的Pro/E系统开发，是将三维造型程序化。在VisualStudio2008中编写程序，借助 uI对话框实现参数输入，再通过访问零件族表(FamilyTab)达到生成新模型的目的。利用 Pro/TOOLKIT为Pm/E提供的开发工具包实现应用程序拈与Pro/E系统的无缝集成，得到参数化的自动三维造型以完成二次开发。

图 1系统流程图Fig.1 System Flow Chart3，3关键开发技术3.3.1创建Pro厂rOOLKIT应用程序prarFOOLKIT应用程序利用 PrNE系统提供的 Pro/FOOLKIT工具包的支持，用 C语言进行程序设计，采用 C编译器和连接器创建能够在 Pro/E环境运行的可执行程序或动态链接库形式的程序。

创建Pro/TOOLKIT应用程序可以利用Make文件创建，也可以利用Visual Studio 2008向导创建。本次开发选用Visual Studio2008向导进行 Pro/TOOLKIT应用程序的设计、创建和调试。在Visual Studio 2008应用程序设计向导自动创建的程序框架上添加必要的函数代码增加新的cpp文件及新的资源构成-个完整的Pro/TOOLKIT应用程序，主要完成两部分内容：(1)按 Pro/rOOLKIT应用程序在Pro/E环境下进行的要求设计接口程序和应用程序进行终止时的终止程序[61。(2)按功能要求设计 Pro/TOOLKIT应用程序主体。DLL文件的调用流程，如图2所示。

Visual Studio2008、 ，DLL文件(动态链接库)、 - 。- Pr0/E Wildfire5.0图 2 DLL文件的调用流程图Fig.2 Chart of the Call for DLL Files3-3-2菜单设计技术菜单是 Pro/E的主要用户界面，Pro/TOOLKIT提供了-系列菜单操作函数，允许应用程序创建和管理菜单。向Pro/E中添加菜单条，创建方法为直接调用 ProMenubarMenuAdd函数向Pro/E添加所需的菜单，用ProCmdActionAdd函数设置菜单项动作和ProMenubarmenuPushbuttonAdd函数在菜单中添加菜单按钮[7，然后建立新菜单的信息文件。

3.3-3 UI对话框设计技 术用户界面对话框 User Interface Dialog Boxes，简称 uI对话框)是Pro/TOOLKIT提供的-种交互界面。uI对话框的设计思路和方法与AutoCAD的DCL对话框类似，主要由对话框资源文件和相应的控制程序两大部分构成。

(1)对话框资源文件对话框资源文件定义了对话框的组成外观和属性，包括 UI对话框组成元件(控件)属性定义和元件布局形式和机构。-般形式为：(Dialog)(ComponentsJ(Resources(.Layout)))其中，Dialog<对话框名>为顶层语句，下面主要由两段构成，其中元件段 (Components)声明了对话框的所有元件，资源段(Resources)定义了各元件的属性及布局。uI示例对话框的界面，如图 3所示。

可以看出利用 uI对话框设计出的界面和 Pro/E软件的界面具有统-的风格。

(2)对话框的控制程序控制程序相当于驱动程序。用于Pro/E环境中装入对话框资源、显示对话框、设置动作等，主要通过菜单项调用。

实现过程为：(脚 用ProUIDialogCreate函数将资源文件装机械 设 计 与制造No.2Feb.2013图7疲劳寿命分布Fig.7 The Fatigue Life Distribution of Front Axle6结论(1)通过有限元静强度分析 ，在各工况下，前轴和转向节的应力均未超过材料的许用应力，满足强度条件。

除了侧滑工况的其它三种工况下前轴和转向节的变形都较大，变形较大的原因：①和模拟轮胎和地面接触所用的 rbe2有关；②和加载约束方式有关。约束的时候放掉了 y向的移动，使得刚度变校若要更真实地模拟实际载荷情况，应考虑建立主销 、主销衬套及相关接触面模型，再施加有关载荷。

(2)前桥的最低疲劳寿命为 99-4万次，满足疲劳寿命要求。

利用 RADIOSS进行疲劳分析预测，可以定义无限层的疲劳载荷和工况，为复杂的疲劳载荷工况提供方便 ，这种方法能够在同- Hypermesh环境下将静强度和疲劳分析有效结合起来指导零部件开发设计。

(3)轻型汽车的前桥满足强度要求和疲劳寿命要求，验证了设计的合理性。