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基于UG二次开发的管式饮料杀菌机换热管参数化设计2023-06-19

0 引言

参数化设计是在对零部件结构状态分析的基础上, 通过尺寸参数和约束来界说有显著对应关系的几何图形, 以此达到驱动几何图形的主张, 即扭转尺寸或约束, 对应的几何图形就会产生相应的变动。参数化设计可能反映设计者设计过程中的设计理想。

针对三维软件的参数化设计的钻研极度宽泛。结合事俘, 钻研了UG系统二次开发过程中的特点和实现步骤;基于UG二次开发对参数化零件族系统进行了钻研;L and Zhao为了提高飞机发起机三维管路布局系统的效能, 基于UG二次开发, 成立了参数化组件库, 实现了自动化布管和实时批改的职能;Wang基于UG/KF二次开发技术, 实现了叶轮模型的参数化设计;使用UG设计了汽轮机叶片夹具、球面渐开线弧齿锥齿轮、蜗杆传动参数化系统。

管壳式换热器在化工食品等行业利用宽泛。使用基于Pro-Engineer的骨架模型设计步骤, 实现了管壳式换热器的参数化及系列化设计;对换热器进行�？榛⒉问暄�, 并进行了动态建模仿真。管式换热器种类极度多, 设计人员必要凭据物料及杀菌的要求进行换热器类型的选择及具体结构参数的设计, 若何急剧实现分歧型号换热器的选择与设计成为造约企业杀菌机设计效能提高的关键成分。本文使用UG提供的UG/Open开发工具和Microsoft Visual Studio 2013开发平台, 实现管壳式换热器的参数化设计建模, 可能急剧设计出切合要求的管式杀菌机, 有利于削减饮料杀菌机的设计周期, 提高设计效能, 降低出产成本。

1 二次开发工具与开发环境

1.1 Microsoft Visual Studio 2013开发平台

Microsoft Visual Studio是综合性开发工具产品, 由美国微软公司开发, 蕴含了整个SDLC (软件性命周期即开发、测试、颁布等) 中的大部门隔发工具, 如源代码治理、持续集成、单元测试与TDD等, 并且所编写的代码对所有微软支吃旖台合用, 其中蕴含NET Framework、Windows Mobile、Compact Framework等。拥有诸多优良的特点, 蕴含自动查抄代码谬误, 多字节与宽字节间的转换, 对Active X空间的支持以及与NX等三维软件优良的接口关系和调试职能。因而在选择平台时, 选用Microsoft Visual Studio系列。

1.2 NX/Open C/C++API混合开发环境

NX中不仅蕴含壮大的一体化CAD/CAE/CAM职能, 还提供了一整套用于NX二次开发的软件�？�, 其中有几种与NX二次开发有关的关键技术, 如表1。

表1 NX二次开发职能�？�

1.3 Microsoft Visual Studio开发平台的搭建

在UG装置目录UGOPEN文件夹下面找到vs_files文件夹里面的所有文件夹 (VB、VC、VC#) 拷贝到Microsoft Visual Studio2013装置录下。而后用记事本打开Microsoft Visual Studio2013下的VB/VC/VC#中的NX-VC#.vsz, 批改杏装Wizard=Vs Wizard.Vs Wizard Engine8.0。而后沉新打开Microsoft Visual Studio2013, 会在选项中出现NX8.0Open Wizard。

2 管壳式换热器参数化设计

2.1 管式换热杀菌机结构分析与建模

管式杀菌机是间接加热杀菌设备的一种, 是管式换热器在食品工业中的利用。管式杀菌机有立式与卧式两种, 食品工业中常用卧式。管式杀菌机重要由换热部门、平衡罐、加压泵、热水处置系统以及管路附件等组成。其中换热部门重要蕴含了预热段、杀菌段、冷却段3个阶段, 选取多个管壳式换热器串联实现换热。杀菌机中的管壳式换热器与通常的化工管壳式换热器在结构上存在不少差距。该管壳式换热器重要由换热管, 表套管, 端头, 接头, 折流板以及法兰组成�；げ分卸嘌∪」潭ü馨骞潭ɑ蝗裙�, 由于现实出产必要, 杀菌机当选取端头固定换热管, 端头再与法兰、接头衔接, 接头与表套管衔接, 折流板装置在表套管中, 以增长壳程中流体的流速, 提高壳程的传热膜系数。现实出产中, 客户需要不一样, 换热推算后得到的换热用具体参数也不一样。以端头的具体结构为例, 重要参数有端头直径、内孔直径、孔中心距, 内孔数量等, 当一个参数扭转, 就必要沉新建模, 使得设计周期变长。吓酌UG自身的建模职能, 凭据端头的表形结构, 急剧绘出端头的三维模型, 再基于UG的二次开发进行参数设计, 能够急剧设计出分歧用户需要的端头模型。

2.2 换热器用户界面设计

NX/Open Menu Script是NX/Open中的沉要组成部门, 用于菜单剧本。用户能够通过Menu Script, 实现UG菜单条的增长、删除、批改等职能, 因而用户能够成立幼我菜单条, 实现UG菜单个性化。本文重要用了一级菜单与二级菜单的用户定造。

为了设计出用户幼我菜单, 首先要进行开发环境的设置。在E盘中成立Huan Re Qi文件夹, 并在该文件夹下成立2个文件夹, 并别离定名为startup和application, 在我的电脑属性中, 新建环境变量, 变量名为UG_USER_DIR, 变量值为E:/Huan Re Qi, 最终在startup文件夹下新建文件Huan Re Qi.men, 并输入以下内容:

2.3 用户UIStyler对话框设计

为了提高开发效能, UG/Open UIStyler提供丰硕的窗口造作职能, 预防了用户在开发过程中的GUI (用户界面) 繁琐操作。用户只需单一地选择所需的控件而后进行增长操作就能够急剧创建界面, 在用户创建对话框之后, UG会自动天生3个文件, 别离是xxx.dlx、xxx.hpp和xxx.cpp, 并且将其存放到相应的目录下。这些文件在开发中体现了分歧的职能, xxx.dlx是对话框的源文件, 重要存放用户增长的对话框的形状和各个控件的响应函数名称以便挪用。xxx.hpp是对话框在C++中的头文件, 重要是对所用控件响应函数的一个申明和控件的标识作用。xxx.cpp是所用开发说话的文件模板, 设计开发所用的是C++, 因而是C++的说话文件模板, 重要蕴含回调函数的界说, 并且提供了对话框的法式框架, 这个法式框架通过挪用UG自身的API函数和通过接见对话框的资源文件, 来实现对话框界面职能。

通过对饮料杀菌机管壳式换热器的结构分析, 以端头为例, 选管子分列为正三角形分列, 设计端头参数化设计对话框, 设计过程分为4个步骤:

1) 进入UG系统, 在所有利用�？橹薪肟閁I形状编纂器;

2) 利用Block UI Styler, 进行对话框界面的布局排版 (参数、主视图视图、侧视图) 和相应回调函数的设置;

3) 搭建Microsoft Visual Studio开发平台;

4) 创建向导。

2.4 管壳式换热杀菌机的参数化编程和装配

以端头的参数化为例, 由于端头为非尺度件, 各类端头的尺寸不尽一样并且要进行装配, 就必要尽可能正确地反映出端头的三维实体模型, 所以本文端头的重要参数有25个, 主视图21个, 侧视图4个, 别离节造了端头的长度和直径大幼, 管路的大幼和个数, 思考到现实的加工工艺能够调整端头倒角尺寸。通过这些参数的节造便能够节造整个端头的三维模型的变动, 削减了手动操作的繁琐过程。

以端头参数化编程为例, 部门主题法式如下:

实现编程后, 打开之前急剧建模好的端头模型, 进入用户自界说菜单, 输入分歧的结构参数, 能够急剧得到相应的三维模型, 如图2所示。

图2 输入分歧结构参数对比

经过对管壳式换热器各个重要部件的参数化设计, 凭据现实出产必要, 输入19根换热管, 管表径12 mm的管壳式换热器的现实参数, 天生各重要部件的三维模型, 如图3所示。

图3 管壳式换热器各重要部件参数化模型

UG自带壮大的装配职能, 将管壳式换热器各部件凭据装配关系, 重要用到的装配关系有轴的同心、共面等, 实现管壳式换热器模型的装配, 如图4所示。

图4 管壳式换热器装配模型

3 结语

基于UG的二次开发, 使用Microsoft Visual Studio2013开发平台, 对饮料杀菌机中的管壳式换热器进行菜单个性化定造、参数驱动的三维模型搭建、三维模型的虚构装配的参数化设计。该参数化设计拥有如下的优势与远景:

1) 与传统的设计步骤相比, 设计工作量幼, 凭据分歧客户的分歧要求, 可能急剧实现管壳式换热器的三维建模, 大幅度地削减了设计周期, 提高了出产效能, 节约了成本, 给企业带来了现实效益;

2) 与其他的管壳式换热器参数化设计步骤相比, 从一个新的角度, 综合使用UG二次开发工具NX/Open MenuScript、NX/Open UIStyler、NX/Open API、NX/Open C++以及Microsoft Visual Studio 2013, 对整个管壳式换热器进行了参数化设计, 越发全面;

3) 基于UG二次开发的管壳式换热器参数化设计, 在现实出产中, 有着极度好的利用远景, 同时也为整个管式饮料杀菌机的参数化设计提供了急剧建模的步骤。

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