（機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專(zhuān)業(yè)論文）球形儲(chǔ)罐cad系統(tǒng)研究.pdf

摘要 球形儲(chǔ)罐c a d 系統(tǒng)研究 機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專(zhuān)業(yè) 研究生何元新指導(dǎo)教師鄭忠俊 摘要 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造( c a d c a m ) 技術(shù)己經(jīng)和傳統(tǒng)的制造業(yè)緊密結(jié)合， 不僅改變了制造業(yè)設(shè)計(jì)和制造各種產(chǎn)品的傳統(tǒng)作業(yè)方式，而且有利于提高企業(yè) 的創(chuàng)新能力、技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，也是進(jìn)一步向計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) ( c i m s ) 發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。 球形儲(chǔ)罐是化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)及其它一些行業(yè)中廣泛使用的重要化工設(shè) 備，其研究和開(kāi)發(fā)倍受重視。球罐設(shè)計(jì)和c a d c a e 技術(shù)的結(jié)合，將極大地提 高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率，縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。但是，由于c a d c a e 軟件開(kāi) 發(fā)自身專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，現(xiàn)有的化工設(shè)備c a d c a e 軟件還落后于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā) 展的現(xiàn)狀，在開(kāi)發(fā)、維護(hù)、擴(kuò)充和升級(jí)等方面還存在一系列問(wèn)題。因此，研究 和開(kāi)發(fā)一套實(shí)用的專(zhuān)用化工設(shè)備c a d 系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)意義和實(shí)用價(jià)值。 本文將球罐設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)知識(shí)相結(jié)合，以v b 6 0 為開(kāi)發(fā) 平臺(tái)，以a u t o c a o 、a n s y s 為支撐軟件，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)思想，用 v 8 、a p d l 等編程方法對(duì)球罐c a d 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究。論文的主要成果和特 色如下： 1 把傳統(tǒng)的球罐設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)了具有繪圖和有 限元分析功能的球罐c a d 系統(tǒng)。 2 本系統(tǒng)的強(qiáng)度計(jì)算模塊完全按照g b l 2 3 3 7 - - 1 9 9 8 鋼制球形儲(chǔ)罐的有 關(guān)規(guī)定計(jì)算，并且建立了計(jì)算所需圖表數(shù)據(jù)庫(kù)，材料數(shù)據(jù)庫(kù)，還可以對(duì)材料數(shù) 摘要 據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新和維護(hù)。 3 開(kāi)發(fā)了球罐c a d 系統(tǒng)的a n s y s 專(zhuān)用分析模塊，可以把按規(guī)范計(jì)算確 定了的結(jié)構(gòu)尺寸和材料的球罐在a n s y s 中進(jìn)行有限元分析，也可以在a y s y s 中 用開(kāi)發(fā)的計(jì)算模塊重新按規(guī)范計(jì)算球罐結(jié)構(gòu)尺寸，選擇材料，再進(jìn)行有限 元分析。 4 開(kāi)發(fā)了球罐瓣片結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)化繪圖模塊。 關(guān)鍵詞：球形儲(chǔ)罐c a dc a e 參數(shù)化設(shè)計(jì)有限元分析 i i a b s t r a e t r e s e a r c ho nc a d s y s t e mo fs p h e r i c a lt a n k m a j o r ：m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y g r a d u a t es t u d e n t ：h ey u a n - x i n a d v i s o r ：z h e n gz h o n g - j u n a b s t r a c t n 掄t e c h n o l o g yo fc o m p u t e ra i d e dd e s i g na n dm a n u f a c t u r i n gh a si n t e g r a t e d w i t ht r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r i n g i th a sn o to n l yc h a n g e dt h ec o n v e n t i o n a lm o d eo f d e s i g n i n ga n dm a n u f a c t u r i n gp r o d u c t s ，b u ta l s oh e l p e dt oi m p r o v et h ea b i l i t yo f i n n o v a t i o n , t h el e v e lo ft e c h n o l o g ya n dt h e a b i l i t yo fm a r k e tc o m p e t i t i o no f e n t e r p r i s e s i ti sa l s ot h ei m p o r t a n tt e c h n i c a lf o u n d a t i o nf o rf u r t h e rd e v e l o p m e n t t o w a r dc i m s n e s p h e r i c a lt a n k ，a sa k i n do f i m p o r t a n tc h e m i c a lc q u i p m e m ，i sw i d e l yu s e di n c h e m i c a li n d u s t r y , o i li n d u s t r ya n do t h e ri n d u s t r i e s p e o p l ea t t a c hi m p o r t a n c et ot h e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t t h ed e s i g no ft a n ki n t e g r a t e dw i t hc a d c a ec a l l i m p r o v et h eq u a l i t ya n de f f i c i e n c yo fd e s i g n , a n ds h o r t e nt h ed e v e l o p m e n tc y c l eo f p r o d u c t b u tb e c a u s et h ed e v e l o p m e n to fc a d c a es o f h r c a r ei sv e r yp r o f e s s i o n a l ， t h e e x i s t i n g c a d ，c a es o f t w a r eo f c h e m i c a l e q u i p m e n t sl a g s b e h i n dt h e d e v e l o p m e n to f c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y , a n dt h e r ei sa s e r i e so f p r o b l e m si n d e v e l o p m e n t ，m a i n t e n a n c e ，e x p a n s i o na n du p g r a d e s oi ti sm e a n i n g f u la n du s e f u lt o s t u d ya n dd e v e l o pas p e c i a lc h e m i c a li n d u s t r yc a ds o f t w a r es y s t e m t h i sp a p e ri n t e g r a t e st h et a n kd e s i g nk n o w l e d g ew i t hc a d k n o w l e d g e i tu s e s v i s u a lb a s i c 6 0p r o g r a ml a n g u a g ea n da u t o c a da n da n s y ss o f t w a r ea n da d o p t s 1 1 l p a r a m e t e r i z a t i o na n dm o d u l a r i z a t i o ni d e a i ts t u d i e st h ed e v e l o p m e n to fs p h e r i c a l t a n kc a ds y s t e mw i t hv b ，a p d l t h e r ea r eo u t c o m e sa n dc h a r a c t e ro ft h i sp a p e r a sf o l l o w i n g s ： 1 i n t e g r a t e st h e t r a d i t i o n a l s p h e r i e a lt a n kd e s i g nk n o w l e d g ew i t hc a d k n o w l e d g ea n dd e v e l o p st h es p h e r i c a lt a n kc a ds y s t e mw h i c hc a np l o ta n df i n i t e e l e m e n ta n a l y s i s 2 t h i ss y s t e m ss t r e n g t hc a l c u l a t i o nm o d u l ei sb a s e do ng b l 2 3 3 7 - 1 9 9 8t h e s t e e ls p h e r i c a lt a n k g r a p ht a b l ed a t a b a s et h a tc a l c u l a t i o nr e q u i r e sa n dm a t e r i a l d a t a b a s ea r ee s t a b l i s h e d a n dt h em a t e r i a ld a t a b a s ec a nb er e f r e s h e da n dm a i n t a i n e d 3 t h i ss y s t e md e v e l o p st h es p e c i a la n a l y s i sm o d u l eo fs p h e r i c a lt a n kc a d s y s t e m w ec a na n a l y z et h em o d e lb a s e d0 nt h es t r e n g t hc a l c u l a t i o nm o d u l ew i t h a n s y s w jc a na l s oc a l c u l a t et h et a n kf r a m ed i m e n s i o nw i t hm o d u l ei na n s y s a n ds e l e c tm a t e r i a l s ，a n dt h e ne m b a r ko nf i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s 。 4 t h i ss y s t e md e v e l o p st h ep a r a m e t e r i z a t i o np l o tm o d u l eo fp e t a lo ft a n ki n a u t o c a d k e y w o r d s ： s p h e r i c a lt a n k ；c a d ；c a e ；p a r a m e t r i cd e s i g n ；f i n i t ee l e m e n t a n a l y s i s ； 第一章緒論 1 緒論 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是i n t e m e t w e b 技術(shù)的蓬勃發(fā)展，信息化 浪潮席卷全球，信息技術(shù)對(duì)制造業(yè)也產(chǎn)生了極其深刻和全面的影響，使制造業(yè) 的發(fā)展打上了明顯的信息化烙印，使制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、發(fā)展模式及運(yùn)行效率 與活動(dòng)空間發(fā)生了深刻變化【”。我們必須抓住這個(gè)機(jī)遇，使我國(guó)在最短的時(shí)間 內(nèi)從制造業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞓I(yè)強(qiáng)國(guó)。 1 1 制造業(yè)信息化及發(fā)展趨勢(shì) 制造業(yè)信息化是將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用到 企業(yè)產(chǎn)品生命周期( l i f e c y c l e ) 全過(guò)程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)結(jié)，從而提高 企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的過(guò)程f 2 1 。 1 1 1制造業(yè)信息化的意義 制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)大后盾，制造企業(yè)的先進(jìn)與否是衡量一個(gè) 國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的奮斗努力，制造業(yè)及其信息化體系的建 設(shè)已經(jīng)取得了一定的成就，如資金運(yùn)轉(zhuǎn)效率增幅1 8 4 、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)應(yīng)用率增幅 3 6 8 ，企業(yè)財(cái)務(wù)決算速度增幅1 3 1 ，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大的差距1 3 1 。 所以我們要大力推進(jìn)制造業(yè)信息化建設(shè)，具有重要意義 4 1 如下： ( 1 ) 制造業(yè)信息化有助于企業(yè)降低決策中的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)： ( 2 ) 制造業(yè)信息化促進(jìn)企業(yè)管理模式與組織模式的變革； ( 3 ) 企業(yè)規(guī)模越大，對(duì)信息系統(tǒng)的依賴(lài)性也就越強(qiáng)，信息系統(tǒng)也就越復(fù)雜； ( 4 ) 制造業(yè)信息化己成為加快國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整的重要力量。 1 1 2 制造業(yè)信息化的發(fā)展趨勢(shì) 由于制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)地位，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間，制造業(yè)信息 化仍將受到廣泛重視和重點(diǎn)發(fā)展嘲。 ( 1 ) 計(jì)算機(jī)單元技術(shù)( c a d ，c a p p ，c a m ，p d m ，m p r i i ，f m s 等) 進(jìn)步深化、提高 和完善。 ( 2 ) 企業(yè)的各種計(jì)算機(jī)輔助單元技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下進(jìn) 行信息集成和過(guò)程集成，真正實(shí)現(xiàn)同類(lèi)、異類(lèi)單元系統(tǒng)的無(wú)縫連接，保證數(shù)據(jù) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用，又能充分利用計(jì)算機(jī)的高 速分析計(jì)算能力，即要找到人和計(jì)算機(jī)的最佳結(jié)合點(diǎn) 9 1 。 c a d c a m 系統(tǒng)由相關(guān)的硬件及軟件組成，硬件主要指計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 從廣義角度來(lái)說(shuō)，硬件還應(yīng)包括加工及運(yùn)輸裝置等，軟件則包括系統(tǒng)軟件、支 撐軟件、應(yīng)用軟件等。 1 2 2 c a d c a i l 技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 國(guó)外的c a d c a m 技術(shù)起步較旱，成效較大，如波音7 7 7 實(shí)現(xiàn)了“無(wú)圖紙” 設(shè)計(jì)和制造，同時(shí)國(guó)外開(kāi)發(fā)了一批優(yōu)秀成熟的c a d c a m 軟件，如u n i g r a p h i c s ( u g ) 、p r o e n g i n e e r 、i - d e a s 、c a t i a 、s o l i d e d g e 、s o l i d w o r k s 、a u t o c a d 、 2 第一章緒論 這些軟件應(yīng)用和發(fā)展比較成熟，具有強(qiáng)大的二維繪圖或三維曲面造型能力、結(jié) 構(gòu)有限元分析能力、計(jì)算機(jī)輔助制造能力、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力、虛擬仿真能力 等等。 近年來(lái)，我國(guó)c a d 技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也取得了較大的進(jìn)步，除對(duì)許多國(guó)外 軟件進(jìn)行漢化和二次開(kāi)發(fā)( 如天正c a d ) 外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的、符 合我國(guó)國(guó)情和標(biāo)準(zhǔn)的c a d 系統(tǒng)，如高華c a d 、開(kāi)目c a d 、g s c a d 9 8c a d 、c ；l ) c a 、 金銀花( l o n i c e r a ) 、i n t e c a d t o o l 、大恒通用機(jī)械c a d 系統(tǒng)、x t m c a d 、p i c a d 等。 但是我國(guó)的c a d c a m 軟件不管從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)水平還是從商品化、市場(chǎng)化程 度都與發(fā)達(dá)國(guó)家有不小的差距。我國(guó)c a d 技術(shù)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新少、仿制多：缺乏理 論研究和算法的研究；信息集成技術(shù)落后；數(shù)據(jù)交換格式和標(biāo)準(zhǔn)化落后。 1 ，2 3 c a d c a m 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了世界經(jīng)濟(jì)一體化和全 球制造的發(fā)展趨勢(shì)，c a d c a m 技術(shù)呈現(xiàn)出下列發(fā)展趨勢(shì)“o 1 1 1 。 ( 1 ) 網(wǎng)絡(luò)化，即基于i n t e r n e t i n t r a n e t 網(wǎng)絡(luò)和w e b 技術(shù)的遠(yuǎn)程異地協(xié)同 設(shè)計(jì)和制造； ( 2 ) 集成化，即指c a d c a m p d m 與快速原型制造( p p m ) 形成設(shè)計(jì)制造過(guò)程集 成，c a d c a m 與e r p 的集成； ( 3 ) 智能化，指多代理( m u l t i a g e n t ) 系統(tǒng)與分布或人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)在 c a d c a m 中的應(yīng)用； ( 4 ) 虛擬化，指基于虛擬現(xiàn)時(shí)技術(shù)以虛擬設(shè)計(jì)制造c a d c a m 系統(tǒng)，適用于 敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟企業(yè)建模需要的c a d c a m 技術(shù)。 隨著電子、計(jì)算機(jī)、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)為適應(yīng)市場(chǎng)需求的多 變性與多樣化，制造技術(shù)正朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、敏捷化、虛擬化、智 能化、精密化、柔性化、和綠色化的方向發(fā)展1 2 1 。 四川大學(xué)碗十學(xué)位論文 1 3壓力容器c a d 技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1 3 1 國(guó)外壓力容器的制造和c a d 現(xiàn)狀 國(guó)外的壓力容器設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)積累了豐富、成熟的經(jīng)驗(yàn)，由于密封在 壓力容器設(shè)計(jì)中的重要地位，北美、歐洲為此進(jìn)行了大量全面并持久不懈的研 究和開(kāi)發(fā)工作，取得了很大的成果。如美國(guó)壓力容器研究委員會(huì)( p v r c ) 應(yīng) a s m e 的要求對(duì)螺栓法蘭連接進(jìn)行了深入的研究，得出了重要的結(jié)論，推進(jìn)對(duì) a m s e 的修訂和法蘭設(shè)計(jì)規(guī)范的改變 1 3 - j5 】；歐洲承壓設(shè)備研究委員會(huì)( e p e r c ) 對(duì)法蘭和墊片的標(biāo)準(zhǔn)化也進(jìn)行了大量深入研列蜘m ，歐洲標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)( c e n ) 下屬 法蘭及其接頭技術(shù)委員會(huì)( t c 7 4 ) 也做了大量研究工作，歐盟還提出了相應(yīng)的法 蘭、螺栓和墊片尺寸標(biāo)準(zhǔn)，形成了一整套法蘭接頭的標(biāo)準(zhǔn)體系【1 8 】。美、日、歐等 壓力容器制造強(qiáng)國(guó)積極推進(jìn)統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以建立一個(gè)壓力設(shè)備的通則，用 以保證壓力設(shè)備的安全使用，消除各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中可能出現(xiàn)的技術(shù)壁壘，在相互標(biāo) 準(zhǔn)認(rèn)可的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)承壓設(shè)備產(chǎn)品的全球自由貿(mào)易【1 9 】。對(duì)于大量的常規(guī)壓力 容器而言，長(zhǎng)期實(shí)踐證明采用簡(jiǎn)單易行的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法完全可以滿(mǎn)足壓力容器 的安全要求1 2 0 ，但是國(guó)外的壓力容器普遍采用了按分析設(shè)計(jì)，并且有一些功能 強(qiáng)大，成熟的壓力容器有限元專(zhuān)業(yè)軟件，如；c o d e w a r ec o m p r e s sb u i l d6 2 4 5 等。 國(guó)外的設(shè)計(jì)項(xiàng)目從招標(biāo)前的初步設(shè)計(jì)到最后中標(biāo)后的詳細(xì)設(shè)計(jì)都把有限元 分析做為分析設(shè)計(jì)的工具廣泛使用【2 1 j ?，F(xiàn)在，壓力容器向高壓、大容量方向發(fā) 展，如果采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，將會(huì)很困難或不可能。 為了滿(mǎn)足壓力容器高壓和大型化的需要，很多企業(yè)都開(kāi)發(fā)了調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼 板，如新日鐵公司的w e l t e n 6 1 0 和n i c k 公司的n k h i t e n 6 l o 等，這些高 強(qiáng)鋼在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用【2 2 1 。 國(guó)外壓力容器現(xiàn)場(chǎng)制造技術(shù)也很成熟，如日本制鋼所( j s w ) 早已開(kāi)發(fā)了 大型加氫反應(yīng)器現(xiàn)場(chǎng)組焊技術(shù)，在加拿大等地創(chuàng)造了不少業(yè)績(jī)。 1 3 2我國(guó)壓力容器的制造和g a d 現(xiàn)狀及特點(diǎn) 我國(guó)的壓力容器設(shè)計(jì)制造與國(guó)外先進(jìn)水平相比有較大差距，長(zhǎng)期以來(lái)，由 于種種原因，我國(guó)壓力容器的設(shè)計(jì)在技術(shù)上沒(méi)有顯著地進(jìn)步，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì) 4 第一章緒論 性考慮得也不夠【2 1 1 。 壓力容器的設(shè)計(jì)方法分為按規(guī)則設(shè)計(jì)和按分析設(shè)計(jì)，按規(guī)則設(shè)計(jì)是指采用 彈性力學(xué)的相關(guān)理論和假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是一個(gè)粗略的設(shè)計(jì)，很多關(guān)鍵部位的 計(jì)算太復(fù)雜而采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)；按分析設(shè)計(jì)指按現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法( 如有限元等) 對(duì) 容器各部分進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)計(jì)算。 我們的設(shè)計(jì)方法普遍采用傳統(tǒng)的按規(guī)則設(shè)計(jì)，能夠按分析設(shè)計(jì)制造檢驗(yàn)的 還不多。 隨著技術(shù)的進(jìn)步和有關(guān)規(guī)范的頒布，現(xiàn)在，壓力容器c a d 技術(shù)得到了很大 發(fā)展。我國(guó)很多企業(yè)和單位采用了一些壓力容器設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)軟件，如麻省理工 學(xué)院的a s p e n p i u s 系統(tǒng)( 石油化工流程模擬系統(tǒng)) ；浙江大學(xué)基于p r o e 開(kāi)發(fā)的 管道設(shè)計(jì)系統(tǒng)；全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站開(kāi)發(fā)的一些軟件：如s w 6 1 9 9 8 過(guò) 程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件包，p v c a dv 3 0 化工設(shè)備c a d 施工圖軟件包，p v d sv 2 0 壓 力容器設(shè)計(jì)技術(shù)條件專(zhuān)家系統(tǒng)，c o m c a d2 0 化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)零部件繪圖軟件包， t a = n k i - 1 0 拱頂罐輔助設(shè)計(jì)軟件包，v a s 2 0 壓力容器分析設(shè)計(jì)軟件；合肥通用 機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)r c p v c a d 壓力容器c a d 系統(tǒng)；克萊特科技2 0 0 6 年1 月推出了其 最新版本的p v d e s k t o p 5 0 等，還有圖庫(kù)類(lèi)軟件如：l a n s y sh f ，l a n s y s h l ，l a n s y s h u 等，分別有約9 0 0 套浮頭式換熱容器、5 0 0 套浮頭式冷凝器、 2 3 0 套u(yù) 形管式換熱器標(biāo)準(zhǔn)圖紙，直接選用最為方便田】。 上述很多軟件都是基于a u t o c a d 圖形平臺(tái)開(kāi)發(fā)的二維設(shè)計(jì)軟件，雖然其設(shè)計(jì) 結(jié)果符合壓力容器的設(shè)計(jì)規(guī)范，但都沒(méi)能實(shí)現(xiàn)與著名分析軟件的集成。其中，全 國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站開(kāi)發(fā)的v a s 2 0 壓力容器分析設(shè)計(jì)軟件，針對(duì)壓力容 器的各類(lèi)部件和結(jié)構(gòu)，按照j b 4 7 3 2 - 9 5 的要求，進(jìn)行有限元分析計(jì)算，但是又沒(méi) 有圖形處理的能力。 1 4本文研究的背景、意義和主要內(nèi)容 1 4 1 本文研究的背景和意義 由于能源對(duì)我國(guó)的重要性，現(xiàn)在及以后很長(zhǎng)一段時(shí)間將是我國(guó)石油與化工 工業(yè)充滿(mǎn)發(fā)展活力的關(guān)鍵時(shí)期，同時(shí)也是我國(guó)大型石油化學(xué)工業(yè)園區(qū)快速發(fā)展 時(shí)期阱l 。所以對(duì)化工壓力容器的需求將是十分巨大的。 但是，我國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平總體不高，由于設(shè)計(jì)制造原因引起 四川大學(xué)碩上學(xué)位論丈 的損失也很大，如：1 9 8 0 1 9 8 8 年我國(guó)共發(fā)生1 2 0 0 起鍋爐壓力容器爆炸事故， 其中由于設(shè)計(jì)制造質(zhì)量低劣而發(fā)生的爆炸事故約占3 3 嘣2 5 1 。近幾年爆炸事故再 度上升，達(dá)到1 5 0 起年，惡性爆炸和毒氣泄漏事故時(shí)有發(fā)生【2 6 】。加上由于有關(guān)政 策的調(diào)整，許多技術(shù)力量相對(duì)薄弱的中小企業(yè)也取得了壓力容器的設(shè)計(jì)資格【2 3 1 。 對(duì)這些企業(yè)而占，如何在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足行業(yè)主管部 門(mén)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本要求，提高企業(yè)在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，是十分迫切的任 務(wù)。所以，企業(yè)對(duì)專(zhuān)業(yè)化工c a d 軟件有強(qiáng)烈的需求。 在化工壓力容器中，球罐與圓筒形容器使用非常普遍，相比之下球罐具有 以下特點(diǎn)2 7 j ： 1 球罐的表面積最小，即在相同容量下球罐所需鋼材面積最小。 2 球罐殼板承載能力比圓筒形容器大一倍，即在相同直徑、相同壓力下， 采用同樣鋼板時(shí)，球罐的板厚只需圓筒形容器板厚的一半。 3 球罐占地面積小，且可向空f(shuō) b 】高度發(fā)展，有利于地表面積的利用。 由于這些特點(diǎn)，再加上球罐基礎(chǔ)簡(jiǎn)單、受風(fēng)面小、外觀漂亮，可美化工程 環(huán)境等原因，使球罐的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 在我國(guó)，球罐的設(shè)計(jì)計(jì)算主要還是按規(guī)則沒(méi)計(jì)，用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，繁 瑣，主要存在以下幾方面的問(wèn)題： 1 設(shè)計(jì)和加工涉及的參數(shù)、計(jì)算公式、圖表眾多。每確定一個(gè)方案要做很 多次的計(jì)算，手工計(jì)算極易出錯(cuò)。 2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還要求設(shè)計(jì)人員必須具有豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 3 傳統(tǒng)計(jì)算只是粗略的計(jì)算，很多關(guān)鍵的部位都沒(méi)有計(jì)算，而只是按經(jīng)驗(yàn) 來(lái)設(shè)計(jì)，通常都采用過(guò)于保守的設(shè)計(jì)，造成浪費(fèi)。 由上可見(jiàn)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法除計(jì)算繁瑣、極易出錯(cuò)外，還有多種因素影響其 設(shè)計(jì)結(jié)果的可信度和準(zhǔn)確度。因此，如何避免大量繁瑣的重復(fù)設(shè)計(jì)計(jì)算與繪圖 工作，同時(shí)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)、制造n i 等多方面的要求已成為一個(gè)函需解決的問(wèn)題。 此外，為了縮短球罐設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也迫切要求加速設(shè)計(jì)， 繪圖、制造等過(guò)程。 基于以上種種原因，本課題研究開(kāi)發(fā)了球罐專(zhuān)用c a d 系統(tǒng)，本系統(tǒng)與 a u t o c a d 、a n s y s 無(wú)縫連接，具有按傳統(tǒng)強(qiáng)度計(jì)算、有限元分析、二維繪圖的功 能，同時(shí)，本系統(tǒng)采用模塊化開(kāi)發(fā)，可以不斷地豐富其內(nèi)容，因而具有很好的 第一章緒論 開(kāi)放性。 本系統(tǒng)目前具備的功能，已經(jīng)大大節(jié)省了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間和精力，對(duì)優(yōu)化 設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)及繪圖中的人為錯(cuò)誤、縮短工程周期，具有較好的實(shí)用價(jià) 值。 1 4 2 本文研究的主要內(nèi)容 本文基于w i n d o w s x p 操作系統(tǒng)平臺(tái)，以a u t o c a d 2 0 0 4 與a n s y s 9 0 為支 撐軟件，開(kāi)發(fā)了正切式球罐c a d 應(yīng)用軟件，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1 開(kāi)發(fā)c a d 系統(tǒng)的常用軟件平臺(tái)及工具的介紹和分析； 2 球罐的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程； 3 球罐c a d 系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)； 4 球罐c a d 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)； 5 實(shí)現(xiàn)強(qiáng)球罐強(qiáng)度設(shè)計(jì)、校核、有限元分析、出圖等主要功能模塊的設(shè)計(jì)： 在以后的各章節(jié)中將作詳細(xì)介紹。 7 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 系統(tǒng)軟件平臺(tái) 由于a u t o c a d 繪圖軟件在我國(guó)工程領(lǐng)域廣泛使用和化工容器設(shè)計(jì)領(lǐng)域 a n s y s 分析軟件的絕對(duì)占有率，本系統(tǒng)就以這兩種軟件為支撐軟件。v i s u a l b a s i c 是一種可視化的，面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ) 言，可用于開(kāi)發(fā)w i n d o w s 環(huán)境下的各類(lèi)應(yīng)用程序，開(kāi)發(fā)平臺(tái)就選用了易學(xué)易用 的v b 6 0 。 2 1v b 6 0 簡(jiǎn)介 b a s i c 語(yǔ)言是2 0 世紀(jì)6 0 年代由j o h ng k e m e n y 和t h o m a sk u n t z 發(fā)明的。 它是一種非結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，易于理解，易于學(xué)習(xí)。但是由于b a s i c 語(yǔ)言是一種解 釋語(yǔ)言，運(yùn)行起來(lái)速度較慢。直到2 0 世紀(jì)8 0 年代末期，被譽(yù)為“v i s u a lb a s i c 之父”的a l a nc o o p e r 在b a s i c 的基礎(chǔ)上成功的建立了很多w i n d o w s 開(kāi)發(fā)工具 的思想和理念，將b a s i c 的易學(xué)易用與可視化編程方法及事件驅(qū)動(dòng)結(jié)合起來(lái)， v i s u a lb a s i c 才流行起來(lái)?，F(xiàn)在，v i s u a l b a s i c 己經(jīng)成為w i n d o w s 編程的幾大設(shè) 計(jì)軟件之一，受到廣大研究開(kāi)發(fā)人員的青睞【挪。 2 1 1v b 6 0 的特點(diǎn) 在v i s u a lb a s i c 環(huán)境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制，新穎易用的可視化設(shè) 計(jì)工具，使用w i n d o w s 部的應(yīng)用程序接1 2 1 ( a p d 函數(shù)，以及動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)d l l ) ， 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換d d e ) ，象的鏈接與嵌入c o l e ) ，開(kāi)放式數(shù)據(jù)連接( o d b c 等技術(shù)， 可以高效、快速地開(kāi)發(fā)出w i n d o w s 環(huán)境下功能強(qiáng)大，圖形界面豐富的應(yīng)用軟件 系統(tǒng)。其總體特點(diǎn)1 2 9 1 如下： 1 ) 可觀化編程 v i s u a lb a s i c 提供了可視化設(shè)計(jì)工具，把w i n d o w s 界面設(shè)計(jì)復(fù)雜性“封裝” 起來(lái)，只需要按程序設(shè)計(jì)要求的屏幕布局，用系統(tǒng)提供的工具，在屏幕上畫(huà)出 各種所需的“部件”，圖形對(duì)象，并設(shè)置這些圖形對(duì)象的屬性，從而可以大大提 高程序設(shè)計(jì)的效率。 2 ) 為面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) v i s u a lb a s i c 應(yīng)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法c o o p ) 把程序和數(shù)據(jù)封裝起來(lái)作 8 第二章系統(tǒng)軟件平臺(tái) 為一個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象有自己的屬性和方法，程序員擺脫具體的數(shù)據(jù)格式和程 序的束縛，集中精力研究設(shè)計(jì)要處理的對(duì)象。 3 1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)語(yǔ)占 v i s u a l b a s i c 是解釋型語(yǔ)言，在輸入代碼的同時(shí)，解釋系統(tǒng)將高級(jí)語(yǔ)言分解 翻譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的機(jī)器指令。并判斷每個(gè)語(yǔ)句的語(yǔ)法錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì) v i s u a l b a s i c 程序的過(guò)程中，隨時(shí)可以運(yùn)行程序，而在整個(gè)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)好之后， 可以編譯生成可執(zhí)行文件( z x e ) ，直接在w i n d o w s 環(huán)境之下運(yùn)行。 4 ) 事件驅(qū)動(dòng)編程機(jī)制 v i s u a lb a s i c 通過(guò)事件來(lái)執(zhí)行對(duì)象的操作。一個(gè)對(duì)象可能產(chǎn)生多個(gè)事件，每 個(gè)事件都可以通過(guò)一段程序來(lái)響應(yīng)。在用v i s u a lb a s i c 設(shè)計(jì)大型應(yīng)用軟件時(shí)， 不必建立具有明顯開(kāi)始和結(jié)束的程序，而是編寫(xiě)若干微小的子程序，即過(guò)程 ( s u b ) 這些過(guò)程分別面向不同的對(duì)象，由用戶(hù)操作引發(fā)某個(gè)事件來(lái)驅(qū)動(dòng)完成某 種特定的功能，或者由事件驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用過(guò)程來(lái)執(zhí)行指定的操作。 5 ) 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù) v i s u a lb a s i c 系統(tǒng)具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。利用數(shù)據(jù)控件用戶(hù)可以直接 連接m i c r o s o f ta c c e s s 數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索功能。同時(shí) v i s u a l b a s i c 還能直接編程和訪問(wèn)其他外部數(shù)據(jù)庫(kù)，比如d b a s e ，f o x p r o ，p a r a d o x 等。v i s u a lb a s i c 提供開(kāi)放式數(shù)據(jù)鏈接o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i o n ) 功能可 以通過(guò)直接訪問(wèn)或建立鏈接的方式使用并操作后臺(tái)大型數(shù)據(jù)庫(kù)，如s y b a s e ，s q l s e r v e r , o r a c l e 等。 6 ) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換( d d e ) 技術(shù) 利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換( d y n a m i cd a t ae x c h a n g e ) 技術(shù)，可以把一種應(yīng)用程序的 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地鏈接到另一種應(yīng)用程序中去，使兩種完全不同的應(yīng)用程序可以交換 數(shù)據(jù)，進(jìn)行通信，在w i n d o w s 環(huán)境下為多個(gè)應(yīng)用程序之間以c l i e n t s e r v e r 方式 建立了一條動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換通道。 7 ) 對(duì)象的鏈接與嵌a ( o l e ) o l e ( 對(duì)象的鏈接與嵌入) 技術(shù)是將每個(gè)應(yīng)用程序都看作是一個(gè)對(duì)象( o b j e c t ) ， 將相同的對(duì)象連接起來(lái)，再嵌入到某個(gè)應(yīng)用程序中去，從而可以得到具有聲音、 影像、圖像、動(dòng)畫(huà)、文字等各種信息的集合式文件。 8 ) 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)( d l l ) 9 匯 樣 用 準(zhǔn)，以前被稱(chēng)為o l e ( 對(duì)象鏈接與嵌入) ，其宗旨是在w i n d o w s 系統(tǒng)的統(tǒng)一管 理協(xié)調(diào)不同的應(yīng)用程序，準(zhǔn)許這些應(yīng)用程序之間相互溝通、相互控制。每個(gè)應(yīng) 用程序決定自己的哪些信息暴露出來(lái)，這些暴露出來(lái)的信息可以被其他程序操 縱，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被微軟公司極力推廣，許多軟件開(kāi)發(fā)商也積極響_ 直【3 0 】。 a u t o c a d 從r 1 4 版本就增加了a c t i v e x 自動(dòng)化服務(wù)功能( a c t i v e x a u t o m a t i o ns e r v e r c a p a b i l i t i e s ) ，也就是說(shuō)完全可以作為服務(wù)程序，用戶(hù)可以從 其他a c t i v e x 客戶(hù)程序操作a u t o c a d 。除了不能控制a u t o c a d 界面元素外， a u t o m a t i o n 盡可以隨心所欲地做一切工作，用戶(hù)完全可以把a(bǔ) u t o c a d 當(dāng)成自 己程序中的一個(gè)盛放圖形的窗口，用到時(shí)打開(kāi)、編輯、打印出圖，不用時(shí)關(guān)閉， 繼續(xù)做自己的事情，完全不必理會(huì)a u t o c a d 本身 3 1 1 。用v b 進(jìn)行a u t o c a d 二 次開(kāi)發(fā)，不僅簡(jiǎn)單易學(xué)，功能強(qiáng)大，還可以實(shí)現(xiàn)僅用a u t o c a d 不能或不易實(shí) 現(xiàn)的功能和效果，例如，進(jìn)行三維動(dòng)畫(huà)模擬、圖形參數(shù)化設(shè)計(jì)等。 2 2a u t o c a d 開(kāi)發(fā)工具 a u t o c a d 是目前最為流行的二維工程圖形處理軟件，其強(qiáng)大的生命力不僅 在于它完善的繪圖功能、良好的用戶(hù)界面、易學(xué)易用的操作特點(diǎn)，而且在于它 開(kāi)放的結(jié)構(gòu)體系，為用戶(hù)提供了多種二次開(kāi)發(fā)的工列3 2 1 。 2 2 1 a u t o l ；s p v i s u a ll | s p 開(kāi)發(fā)工具 a u t o l i s p 是最早的二次開(kāi)發(fā)工兵，它是嵌入在a u t o c a d 內(nèi)部，是解釋型 a p i ，以解釋方式運(yùn)行，運(yùn)行速度相對(duì)較慢，另外源代碼裸露，安全性差。但 移植性最好，一個(gè)a u t o l i s p 程序可在所有的a u t o c a d 平臺(tái)運(yùn)行，此外使用方 1 0 第二章系統(tǒng)軟件平臺(tái) 便靈活，學(xué)習(xí)起來(lái)較容易。v i s u a ll i s p ，是一種面向?qū)ο蟮难腊l(fā)環(huán)境，是編譯 型a p i ，與a u t o l i s p 完全兼容，能提供a u t o l i s p 所有的功能，是a u t o l i s p 的擴(kuò) 展和延伸【3 3 3 4 1 。 2 2 2a d s 開(kāi)發(fā)工具 它是a u t o c a d 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)( a u t o c a dd e v e l o p m e n ts y s t e m ) 的簡(jiǎn)稱(chēng)。a d s 的編 程界面呵使用戶(hù)用c 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)a u t o c a d 的用戶(hù)化，既可運(yùn)行第三方開(kāi)發(fā)的 a d s 應(yīng)用程序，也可以編寫(xiě)自己的a d s 應(yīng)用程序。與a u t o l i s p 相比，a d s 程 序的優(yōu)越性如下：( 1 ) 具備錯(cuò)綜復(fù)雜的綜合大規(guī)模處理能力；( 2 ) 由于是編譯開(kāi)發(fā) 環(huán)境，可以檢查程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的邏輯錯(cuò)誤，且執(zhí)行速度快；程序源代碼的可讀 性好于l i s p ；( 3 ) 引入c 高級(jí)語(yǔ)言后，a d s 也同樣具有面向?qū)ο蟮墓δ?，程?層次分明，清晰可讀從而使軟件的可維護(hù)性得到提高；( 4 ) 經(jīng)過(guò)良好封裝，a d s 的程序代碼許多時(shí)候比a u t o l i s p 更簡(jiǎn)潔；( 5 ) a d s 的程序能夠減少程序出錯(cuò)的 概率。 但同樣c 語(yǔ)言的介入也會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題。如c 語(yǔ)言比l i s p 語(yǔ)言復(fù)雜得多， 難以在短時(shí)間內(nèi)掌握：a d s 程序的隱藏錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致a u t o c a d ，乃至操作系統(tǒng) 崩潰；由于是編譯運(yùn)行，不易見(jiàn)到代碼的效果；c 語(yǔ)言的a d s 程序一般比 a u t o l i s p 程序的源代碼要繁冗。由此可見(jiàn)，a d s 開(kāi)發(fā)者必須先對(duì)c c + + 語(yǔ)言編 程技術(shù)及a u t o c a d 功能有較深入的了解【3 釘。隨著a u t o c a d 技術(shù)的發(fā)展，a d s 已經(jīng)被o b j e c t a r x 技術(shù)所取代。 2 2 3 v b a 開(kāi)發(fā)工具 v b a ( v i s u a lb a s i cf o r a p p l i c a t i o n ) 是一個(gè)引入對(duì)象的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，為用 戶(hù)提供類(lèi)似v i s u a lb a s i c ( v b ) 語(yǔ)言所擁有的功能。一般說(shuō)來(lái)v b a 和v b 的主要 差異類(lèi)似a u t o l i s p 和l i s p 間的差異，即v b a 可以執(zhí)行存取a u t o c a d 環(huán)境的 所有資源。此外，v b a 可以整合其他具用v b a 能力的應(yīng)用程序，這使a u t o c a d 可以成為其他應(yīng)用程序( w o r d 或e x c e l ) 的a u t o c a d 控制器。從運(yùn)作上來(lái)看，v b a 通過(guò)a u t o c a da c t i v e xa u t o m a t i o n 接口將信息傳送給a u t o c a d 而a u t o c a d v b a 也允許v b a 環(huán)境與a u t o c a d 同時(shí)執(zhí)行并通過(guò)a c t i v e x a u t o m a t i o n 接口提 供a u t o c a d 程序。如此，a u t o c a d 、a c t i v e xa u t o c a d 與v b a 結(jié)合方式，提 網(wǎng)川大學(xué)碩卜學(xué)位論文 供極強(qiáng)大的接口，不僅可以操作a u t o c a d 內(nèi)部對(duì)象件，更可以在其他的應(yīng)用 程序之日】傳送或接收數(shù)據(jù)。與a u t o l i s p 相比，v b a 在進(jìn)程內(nèi)運(yùn)行速度比 a u t o l i s p v i s u a l l i s p 應(yīng)用程序快，更適合于開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面占主體的應(yīng)用軟件p 6 1 。 2 2 。4o b j e c t a r x 開(kāi)發(fā)工具 o b j e c t a r x 是一種用來(lái)開(kāi)發(fā)a u t o c a d 應(yīng)用程序的編譯語(yǔ)言編程環(huán)境。它 使用面向?qū)ο蟮腸 + + 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)機(jī)制，以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)形式和a u t o c a d 運(yùn)行 在相同的地址空間并且直接操作a u t o c a d 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼?？芍苯釉L問(wèn) a u t o c a d 的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形系統(tǒng)；可以定義類(lèi)似于a u t o c a d 內(nèi)置命令的自 定義命令；使用用戶(hù)可以用m f c 庫(kù)來(lái)創(chuàng)建杯準(zhǔn)w i n d o w s 風(fēng)格的圖形用戶(hù)界面； 用戶(hù)還可以根據(jù)擴(kuò)展的a r x 協(xié)議機(jī)制動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展a u t o c a d 功能【3 7 l 。此外還可 以運(yùn)用o b j e c t a r x 庫(kù)和其他a u t o c a d 編程接口( 比如a u t o l i s p 或v b a ) 結(jié) 合使用，從而可以跨a p i 集成。與其它幾種開(kāi)發(fā)工具相比。a r x 應(yīng)用程序更加 高效、更能充分利用a u t o c a d 開(kāi)發(fā)的體系結(jié)構(gòu)。但由于a r x 復(fù)雜繁鎖，必需 掌握v c 語(yǔ)言，所以使用a r x 開(kāi)發(fā)工具的工程技術(shù)人員并不多。 2 2 5a o t i v e xa u t o m a t i o l 3 開(kāi)發(fā)工具 a c t i v e x a u t o m a t i o n 是微軟公司基于c o m ( 組件對(duì)象模型) 體系結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā) 的一項(xiàng)技術(shù)，是a u t o c a d 的新編程接口。他提供了我們可以從a u t o c a d 內(nèi)部 或外部，以程序的方式來(lái)定義a u t o c a d 的結(jié)構(gòu)。其方式是開(kāi)放a u t o c a d 對(duì)象 給“外部世界”。開(kāi)放這些對(duì)象后，就可以使用許多不同的程序語(yǔ)言( 如v i s u a l b a s i c 、c + + 、d e l p h i 和j a v a ) 來(lái)存取對(duì)象。a c t i v e xo b j e c t s ( a c t i v e x 對(duì)象模型) 對(duì)象是a c t i v e x 技術(shù)的基礎(chǔ)，每一個(gè)對(duì)象就代表a u t o c a d 的一個(gè)元素。 a u t o c a d 是以層結(jié)構(gòu)來(lái)組織對(duì)象的，其頂層對(duì)象就是a p p l i c a t i o n ，下面是 p r e f e r e n c e s 與d o c u m e n t 。然后，再透過(guò)對(duì)p r e f e r e n c e s 對(duì)象的操作，我們可以在 執(zhí)行v b a “編輯視窗”功能后，設(shè)定所需要的值。d o c u m e n t 對(duì)象包含： m o d e l s p a c e 、p a p e r s p a c e 、b l o c k s 、l a y e r s 、p l o t 與u t i l i t y 等對(duì)象。最底層的對(duì) 象是點(diǎn)、線、圓、圖塊等a u t o c a d 能畫(huà)出的圖形?？梢?jiàn)在a u t o c a d 中使用 a c t i v e x 接口具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是更多編程環(huán)境可以編程訪問(wèn)a u t o c a d 圖形； 二是與其他w i n d o w s 應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)變得更加容易【3 s l f 3 9 1 。 第二章系統(tǒng)軟件平臺(tái) 2 3a n s y s 簡(jiǎn)介 2 3 1 a n s y s 在工程中的應(yīng)用 近4 0 年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用以及有限元理論的日益完 善，出現(xiàn)了許多通用和專(zhuān)業(yè)的計(jì)算軟件，并在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其 中較為著名的通用大型有限元軟件有a n s y s 、a l g o r ，a b a q u s 、 m s c n a s t r a n 和m s c m a r c 等p ”。 a n s y s 軟件作為一個(gè)大型通用有限元分析軟件，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)、熱、流體、 電磁以及聲學(xué)等學(xué)科的研究，廣泛應(yīng)用于土木工程、地質(zhì)礦產(chǎn)、水利、鐵道、 汽車(chē)交通、國(guó)防軍工、航天航空、船舶、機(jī)械制造、核工業(yè)、石油化工、輕工、 電子、日用家電和生物醫(yī)學(xué)等一般工業(yè)及科學(xué)研究之中。a n s y s 軟件是第一 個(gè)通過(guò)i s o9 0 0 1 質(zhì)量認(rèn)證的大型有限元設(shè)計(jì)軟件，是美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì) ( a s m e ) 、美國(guó)核安全局( n q a ) 及近二十種專(zhuān)業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟 州3 4 1 。 在我國(guó)，a n s y s 軟件是唯一被中國(guó)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛總公司選定作為本行業(yè) 進(jìn)行有限元分析的基本軟件，是第一個(gè)通過(guò)中國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)認(rèn) 證并在國(guó)務(wù)院十七個(gè)部位推廣使用的分析軟件，近十年來(lái)，a n s y s 軟件在壓 力容器行業(yè)發(fā)揮著巨大作用，成為壓力容器分析設(shè)計(jì)的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。a n s y s 為推動(dòng)c a e 分析設(shè)計(jì)在該領(lǐng)域的普及做出了卓有成效的工作，為提高我國(guó)壓力 容器分析設(shè)計(jì)水平做出了巨大的貢獻(xiàn)【3 5 1 。 2 3 2a n s y s 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介 a p d l 即a n s y s 參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言( a n s y sp a r a m e t r i cd e s i g nl a n g u a g e ) 是a n s y s 軟件二次開(kāi)發(fā)的工具之一作為一種參數(shù)化語(yǔ)言，它可以用來(lái)自動(dòng) 完成一些通用性強(qiáng)的任務(wù)或參數(shù)化建模。a p d l 是優(yōu)化設(shè)計(jì)和自適應(yīng)劃分網(wǎng)格 的基礎(chǔ)，為一般問(wèn)題的求解提供了許多簡(jiǎn)單高效的手段。 a p d l 具有多種功能：參數(shù)、表達(dá)式和函數(shù)、分支和循環(huán)、重復(fù)功能和復(fù) 寫(xiě)、宏和用戶(hù)子程序。 進(jìn)行有限元分析的過(guò)程中，假設(shè)求解結(jié)果表明有必要對(duì)程序進(jìn)行修改設(shè)計(jì)， 那么就必須改變模型的幾何形狀和尺寸，并重復(fù)分析，當(dāng)模型復(fù)雜或修改較多 四川大學(xué)碩卜學(xué)位論文 時(shí)，整個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，嚴(yán)重影響程序設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用效率 吲。 a n s y s 程序中的參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言a p d l 用建立智能分析的手段為用戶(hù)提 供自動(dòng)完成上述循環(huán)的功能，即程序的輸入可以根據(jù)指定的函數(shù)、變量以及選 出的分析標(biāo)準(zhǔn)作決定。a p d l 允許復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入，使用戶(hù)實(shí)際上對(duì)任何設(shè)計(jì) 或分析的屬性都