CATIA结构设计型材库的创建与应用

CATIA结构设计型材库的创建与应用

摘要:CATIA是广泛应用的三维设计软件,本文针对CATIA结构设计模块型材库创建中的难点,首先分析了CATIA资源管理脉络,然后针对型材库创建过程中的要点进行了分析和说明。本文所述方法在实践中证明是可行的。

关键词:CATIA 结构设计型材

CATIA是达索公司推出的一款三维参数化设计软件,在航空航天、汽车制造、厂房设计和通用机械等领域有着广泛的应用。对于钢架结构设计,如汽车车架、船体设计等,使用CATIA结构设计模块(Structu re Design)进行设计,有着极大的方便性,它能简单快速的生成线性结构、曲线结构和板材结构。在运用结构设计模块设计时,用户只需管理基本的参考线的走向,而无需专注于每条钢材的具体形状以及钢材间的连接。在更改时,也只需重新选择型材即可快速完成修改,大大简化了设计人员的设计工作量。

CATIA自带的型材库通常不能满足企业的要求,用户需要自行定义其使用的型材截面。从CATIA R16版本开始,已经不允许用户直接更改型材,而CATIA对于资源的管理脉络比较复杂,自带帮助文件中亦未能详述,使得CA TIA型材库的定义较零件设计中的标准件库的建立更为复杂。为了解决这一问题,本文研究了CATIA型材库的实现原理及创建方法。

1 CATIA资源管理流程

为了减小数据量,CA TIA将型材存储为单独的Part文件,而文件中仅保存了每种型材的截面草图信息。目录(Catalog)文件通过指定型材截面的路径对各种系列、不同规格的截面草图文件进行链接管理。再通过CATIA的资源管理机制对型材库目录、材料目录进行统一管理,供用户使用。因为CATIA通过文件和目录,进行了多次链接,使得设计人员从CATIA启动到型材截面文件的的追溯较为困难。

2 型材建库流程

要使用用户自定义的型材截面,需要建立一整套的链接关联关系。表1给出了型材库建立的流程。

2.1 绘制自定义型材截面

在零件设计模块新建一零件,在xy平面内创建型材截面草图。因为考虑到每种型材都是系列化的,所以绘制线条长度的时候要引入参数化设计的思想,便于后续通过参数驱动型材数模。如对于T形钢,需要引入高度h,宽度B,单边厚度t1,双边厚度t2,内弧半径r等基本参数。基本参数通过“创建参数”命令创建,然后通过公式建立其余尺寸和基本参数之间的关系,基本参数可以通过Excel表格导入,这样就建立了草图和设计表之间的关联。Excel设计表第一列必须为PartNumber,后面的列可根据基本参数要求进行添加。

2.2 命名锚点及特征线

锚点(Anchor Point)是型材截面上的一些实际点或构造点,用于设计时供用户选择型材放置位置。锚点要利于实际使用,通常,要将锚点定义在几何中心、型材截面的四个角、以及型材截面边缘的中点。

根据CATIA的命名规则,将需要作为锚点的点重命名,名称要以catStr作为前缀。如草图中没有需要的点,可创建构造点后命名。

所谓特征线,是指在简化显示时用户能看见的能体现某一型材截面特征的线。可在零件设计模块中绘制,并在截面特征定义工具中定义。

锚点及特征线均会在解析时得到继承。

2.3 解析参数化草图

CATIA提供了CATCloGenerateRe solvedParts.bat批处理文件,存放目录为…\intel_a\cod e\command,用于对参数化零件进行解析。当完成好设置后,即可调用此批处理文件对参数化零件进行处理。

2.4 创建Catalog文件,将解析草图导入目录

对Catalog文件按照实际需求进行章节定义,本例中,为了简化应用,将型材截面系列定义为章节。然后在章节下添加零件系列,添加解析后的零件。

2.5 建立材料系列

为了方便,用户可通过修改系统自带的材料目录来建立用户自定义的材料目录。

至此,已经建立好了结构型材库的基本元素。为了能在CATIA结构设计模块中顺利引用,还需要其他一些设置。

2.6 创建资源管理文件

CATIA建立了一套完整的资源管理流程,所有模块的相关的资源均通过统一的资源管理文件(Project Resources Mana gement,简称PRM)进行管理。对于结构设计模块,资源包含设计规范,用户字典、材料目录、型材目录、零件默认颜色等。在内部,通过一个指定链接的xml文件来实现,位于Dassault Systemes\B18\intel_a\startup \EquipmentAndSystems\ProjectData目录下,用户可以在该文件中定义相关资源。

资源管理文件因其规定了所有模块的内容,较为庞大,需要仔细查找并在此文件中将建立好的型材目录和材料目录等资源指定到该资源管理文件中。

2.7 建立环境文件

每个CATIA可以有多个环境文件,用户可选择运行某一环境文件。环境文件规定了软件的一些基本配置相关的资源所在的位置。包

含资源管理文件的位置。打开CATIA环境编辑器,或直接打开环境文件(环境文件的存放位置由软件安装时指定,默认存放于C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\Dassaul tSystemes\CATEnv),指定资源文件存放的位置。

至此,已配置完成,在结构设计模块中,可直接使用用户自定义的型材。

3 结语

本文对CATIA资源管理流程作了分析,并详细介绍了CATIA型材库的创建方法。在实际运用过程中,设计人员可根据工程实际,进行更深入地研究相关参数设置,以更好地方便设计人员。

参考文献

[1] 吴朝晖,潘卫平.运用知识工程在CATIA V5环境下参数化建立标准件库的探讨[J].机械研究与应用,2005,18(1):112～113.

[2] 寇飞.CATIA V5下三维标准件库建立方法[J].飞机工程,2005(3):21～24.