Pro/E行為建模（BMX）在異形容器刻度問題中的應(yīng)用

齊金海，申耀武

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510925）

Pro/E行為建模（BMX）在異形容器刻度問題中的應(yīng)用

齊金海，申耀武

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510925）

介紹了應(yīng)用Pro/E WildFire的行為建模（BMX）方法來創(chuàng)建一個250ml不規(guī)則的嬰兒奶瓶，并且在其上創(chuàng)建每10ml的全刻度。對于理解行為建模（BMX）以及此功能在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用很有幫助。

Pro/E行為建模技術(shù)；異形容器刻度；優(yōu)化設(shè)計；UDA

行為建模技術(shù)是于20世紀(jì)中期在計算機廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，其可以大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期并顯著提高設(shè)計精度，讓設(shè)計者從繁重的設(shè)計計算中解脫出來。Pro/ ENGINEER軟件正是由于引入了行為建模這項優(yōu)化設(shè)計功能，使得CAD軟件不僅能夠用于產(chǎn)品造型設(shè)計，而且能應(yīng)用于智能設(shè)計，讓設(shè)計者很方便的找到最佳的設(shè)計解決方案。作者靈活應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件中行為建模模塊中的“UDA”以及“關(guān)系”選項，結(jié)合曲面模塊，巧妙地解決了不規(guī)則容器表面刻度標(biāo)注問題，在容器包裝設(shè)計中具有一定的現(xiàn)實意義。

1 行為建模的功能及設(shè)計過程

1.1 行為建模功能

行為建模具有如下功能：

（1）創(chuàng)建基于模型測量和分析的特征參數(shù)。

（2）創(chuàng)建基于模型測量和分析的幾何元素。

（3）創(chuàng)建符合特殊要求的測量的新類型。

（4）分析變量尺寸和參數(shù)改變時測量參數(shù)的行為。

（5）自動查找滿足所需的模型行為的尺寸和參數(shù)值。

（6）分析指定設(shè)計空間內(nèi)測量參數(shù)的行為。1.2行為建模的設(shè)計過程

普遍情況下，行為建模設(shè)計過程如下：（1）創(chuàng)建合適的產(chǎn)品模型。

（2）建立分析參數(shù)。

（3）測量。

（4）敏感度分析、可行性/優(yōu)化分析、多重設(shè)計目標(biāo)研究。

（5）找出最佳方案。

（6）改變模型參數(shù)。

2 行為建模技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

下面以不規(guī)則容器容積設(shè)計為例來說明如何應(yīng)用行為建模技術(shù)達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。

2.1 問題的提出

（1）設(shè)計一個從瓶口向下30 mm處的容積為250 ml的嬰兒奶瓶；

（2）瓶身上每10 ml創(chuàng)建一條刻度線，并在50 ml倍數(shù)處顯示容量值。

2.2 解決方案

（1）因為無法直接測量容積，可采用間接方法來求得，即：容積=抽殼前體積-抽殼后體積[1]；

（2）應(yīng)用Pro/E敏感度分析、可行性/優(yōu)化設(shè)計等達(dá)到設(shè)計要求的數(shù)值；

（3）應(yīng)用Pro/E自定義（UDA）分析特征、建模命令等進行刻度標(biāo)注。

2.3 具體步驟

步驟一：應(yīng)用旋轉(zhuǎn)、倒圓角、殼、螺旋掃描等命令建立奶瓶大致模型[2]。

步驟二：應(yīng)用模型分析、敏感度分析、可行性/優(yōu)化分析等得到設(shè)計要求1的嬰兒奶瓶如圖1所示。

步驟三：對瓶身進行刻度標(biāo)注

圖1 滿足設(shè)計要求1的模型

（1）在殼特征前建立一條端點分別落在TOP面和DTM1面上的直線（用此線段表示容積的有效高度），在此直線上創(chuàng)建域基準(zhǔn)點，如圖2所示。之后經(jīng)過此域基準(zhǔn)點建立平行于TOP平面的平面DTM2，分析出以該基準(zhǔn)面以下的體積，如圖3所示。再將上述的三個特征組成局部組，如圖4所示。

圖2 創(chuàng)建的直線及域點

圖3 DTM2面以下的體積

圖4 創(chuàng)建的局部組

（2）創(chuàng)建用戶自定義（UDA）分析特征（分析-用戶自定義分析-UDA-下一步-類型選擇LOCAL_GROUP-分辨率設(shè)置到最大-計算），計算出整個有效場上殼前的體積分布曲線，如圖5.建立為特征ANALYSIS2（關(guān)閉自定義分析對話框-返回到分析對話框-在元素樹中創(chuàng)建GraphEntiy），如圖5所示。

圖5 有效場上抽殼前的體積分布曲線

（3）重復(fù)1-2步驟，計算出在整個有效場上殼后的體積分布曲線并建立為特征ANALYSIS3。

（4）以表示高度的草繪直線為掃描軌跡、以截面參數(shù)sd3的數(shù)值（通過軌跡線的一條水平線）應(yīng)用vss掃描工具創(chuàng)建曲面，得到高度和容積的對應(yīng)曲線關(guān)系（奶瓶中心的豎直直線可視為有效高度，掃描曲面的邊界體現(xiàn)了高度和容積的對應(yīng)關(guān)系），如圖6、圖7所示。

圖6 sd3函數(shù)關(guān)系

圖7 高度與容積對應(yīng)圖

（5）草繪第一條刻度線

1）繪制一條端點分別與豎直直線和可變截面掃描曲線重合的水平線構(gòu)造線。

2）過該構(gòu)造線畫水平中心線。

3）在中心線上繪制5 mm的水平直線。

4）在中心線上草繪距離豎直線100 mm的基準(zhǔn)點。

5）添加基準(zhǔn)點距離尺寸sd2的關(guān)系式a=itos（sd2）。

6）輸入刻度值并修改上一步中的關(guān)系式，如圖8、圖9所示。

圖8 刻度線繪制圖

圖9 sd2的關(guān)系式

7）把草繪完的線投影到瓶身上并編成局部特征組。

8）對局部特征組進行陣列，如圖10.

9）標(biāo)注刻度數(shù)值，完成對奶瓶產(chǎn)品的設(shè)計，最終結(jié)果如圖11.

圖10 特征組陣列關(guān)系

圖11 完成效果圖

3 結(jié)束語

應(yīng)用Pro/E WildFire軟件對不規(guī)則的嬰兒奶瓶進行3D建模，并利用軟件的行為建模（BMX）技術(shù)、可變截面掃描、陣列等命令可以高效、智能化的按設(shè)計要求設(shè)計出所需產(chǎn)品3D模型。本文在異形容器設(shè)計中具有實際指導(dǎo)意義。

[1]黃勝杰，張益三，洪立群.Pro/ENGINEER2001高級開發(fā)實例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[2]林清安：完全精通Pro/ENGINEER零件設(shè)計基礎(chǔ)入門（野火5.0中文版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

Pro/E Behavior Modeling（BMX）Application in Special Container Scale Problems

QI Jin-hai，SHENG Yao-wu
（Guangzhou Nanyang College，Guangzhou Guangdong 510980，China）

The behavior modeling of Pro/E based on WildFire（BMX）method to create a 250ml irregular baby bottles，and create a full scale of every 10ml in it.It is helpful for understanding the behavior modeling and its application in product design.

Pro/ENGINEER behavior modeling technology；irregular container calibration；optimization design；UDA

TP319

B < class="emphasis_bold">文章編號：1

1672-545X（2017）05-0249-03

2017-02-15

齊金海（1973－），男，遼寧阜新人，高級技師，本科，研究方向：機械設(shè)計與制造教學(xué)科研工作；申耀武（1979-），男，山西晉中人，碩士，講師，研究方向：機電一體化技術(shù)教學(xué)科研工作。