導語：如何才能寫好一篇參數(shù)化，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：參數(shù)化建模；優(yōu)化設計；ANSYS分析；數(shù)據(jù)傳遞

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）06-0103-03

Abstract： The models modeling via different CAD software are imported into ANSYS software by itself interface conveniently，and the times can be saved greatly.However，the model may not be suitable because the outer imported model was not modeled based on non-parameter modeling， and in this case， much time would be spent to deal with the problems. In order to make any model can be apt for being analyzed by parameterization， a method of parameters- optimized defining for non-parameterization model was put forward.First，the information of the body properties was added by using CAD software， which named according to ANSYS software’s naming rules would be used to be optimized， and then the model was imported into ANSYS software，and then the model can be parameterized optimum.An example was done in UG NX9.0 software，and the method was proved that it was validity.

Key words： parameterization modeling； optimum design； ANSYS analysis； data transmission

利用ANSYS進行結構優(yōu)化分析是一種很有效的結構優(yōu)化方法。ANSYS是ANSYS公司的多物理場及優(yōu)化分析平臺，具有強大的結構、流體、熱、電磁及相互耦合分析的功能，并且非常方便在ANSYS已有的功能上開發(fā)定制開發(fā)適合自身專業(yè)特點與特殊業(yè)務需求的新功能。用ANSYS對目標時行各種分析，首先需要對目標進行三維建模，雖然ANSYS自身有三維建模模塊，且功能越來越強大，但相比于與目前主流的三維設計與制造軟件如UG、Pro/e、Solidworks等，其三維建模功能還是有比較大的差距。因此，在實際應用中，往往是利用其他軟件建好目標的三維，然后再通過ANSYS Workbench自帶的三維模型輸入接口，實現(xiàn)分析目標的三維模型建模。利用其他三維軟件建模，然后再輸入到ANSYS 進行分析這一問題，已有大量的ANSYS應用者進行了研究，如郝鐘雄[1]介紹了ANSYS與UG、AUTOCAD、SolidWorks、Pro/E等幾種常用CAD軟件的接口，王建利等[2]研究了Sold Edge與ANSYS之間可以進行模型數(shù)據(jù)傳遞的各種模型格式；陳乾偉[3]討論了ANSYS和Pro/E之間的模型傳遞，并成功實現(xiàn)了超聲電動機有限元分析；李宗坤等[4]介紹了燕山水庫水塔模型在SolidWorks與Ansys之間的傳遞；李春燕[5]在其碩士論文中研究了Mechanical Desktop（MDT）與ANSYS之間的接口問題，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳遞；王勝[6]在其碩士論文介紹了UG與ANSYS之間的模型傳遞。以上文獻只實現(xiàn)了模型的簡單輸入，但沒有涉及到參數(shù)化優(yōu)化的問題，為了實現(xiàn)參數(shù)化定義，詹俊勇等[7]采用了較生硬的方法，其先在Solidkworks中建尋模型，然后導入ANSYS中，再把需要參數(shù)化設計的部分刪除，在刪除留下的面上再重建需要參數(shù)化的實體，這顯然既不能簡化建模過程，又不能保證模型部件之間的原有精度；劉志柱等[8]利用Visual C++，對ANSYS進行二次開發(fā)，實現(xiàn)模型的參數(shù)化設計。顯然，這2種方法并沒有充分利用已有的模型，實現(xiàn)參數(shù)化優(yōu)化。如何利用已有三S模型，而不管其本身是否有尺寸信息而實現(xiàn)ANSYS 結構優(yōu)化設計，就筆者知識范圍內(nèi)，還沒見過相關文獻，本文將就這一問題展開研究。為便于敘述，本文以UG NX9.0為例闡述三維模型優(yōu)化參數(shù)的定義方法。

1 ANSYS結構優(yōu)化分析步驟

優(yōu)化分析之前，一般先要對結構進行靜力學分析或其他分析，然后把得到結構如變形、應力、應變等作為優(yōu)化的輸出參數(shù)，再定義模型的輸入?yún)?shù)，就可以進結構優(yōu)化分析。從CAD模型到CAE優(yōu)化，通常的步驟為[9]：

1）參數(shù)化建模與參數(shù)定義：若模型是在CAD軟件中建模，則要參數(shù)化方法建模，若模型是從第三方圖庫中調(diào)入，則需要用到本文的方法進行定義。

2）CAE求解：把定義好的參數(shù)的模型輸入ANSYS，找到第一步定義好的參數(shù)定義為優(yōu)化參數(shù)，同時也可把模型靜力學分析得到的結構變形、應力、應變等作為優(yōu)化參數(shù)。

3）后處理：將約束條件和目標函數(shù)（優(yōu)化目標）提取出來，供優(yōu)化處理器進行優(yōu)化參數(shù)評價。

4）優(yōu)化參數(shù)評價：依據(jù)優(yōu)化結構，改變結構參數(shù)，看結構是否達到了最優(yōu)或要求。

2 模型參數(shù)化定義

目前，CAD三維建模軟件非常多，在很多時候，我們需要的模型可以從已有的圖庫中找到，或由別人代為建模。雖然國際上已標準化了圖形交換格式，但圖形在交換過程中往往會丟失一些信息，特別是不同的CAD三維建模軟件之間一般不能無縫兼容，或有的模型本身就不是基于參數(shù)化模型，我們在優(yōu)化參數(shù)定義的時候就顯得無能為力。以UG NX9.0為例，實現(xiàn)非參數(shù)化模型的優(yōu)化參數(shù)定義，具體步驟為：

1）打開要設定優(yōu)化參數(shù)的三維模型，如圖1，其上沒有任何參數(shù)信息，很明顯，這模型為非參數(shù)化建模，或在格式轉(zhuǎn)換過程中把參數(shù)信息丟失。選中模型，單擊右鍵，彈出“體屬性”窗口，從這里也可以看到模型沒有任何參數(shù)信息。我們這里要做的工作是把參數(shù)信息添加進去，并且與模型相關。

2）在“屬性”選項，各欄目的填寫是參數(shù)設定是否有效的關鍵，各欄目填寫填定要求和注意事項如表1.

3）回到屬性窗口，屬性里的“值”欄里已有剛才填入的數(shù)字，且欄名稱變?yōu)椤版溄拥奖磉_式的值”，說明設置成功，點擊下邊的“添加新的屬性”右邊“√”，點擊確定，回到程序界面，保存模型，整個參數(shù)化設定完成。

3 ANSYS確認定義參數(shù)

進入ANSYS，雙擊“Static Structural”，建立靜力結構分析項目（也可以建立其他分析項目），輸入剛才定義了參數(shù)的模型，雙擊“Geometry”，在“Import1”的Details View的Parameters里可以看到剛才定義的參數(shù)。

4 實例

以前面講到的軸套為例，其參數(shù)的定義過程如圖2～圖5，從圖中可以看到，優(yōu)化參數(shù)成功定義，并實現(xiàn)結構優(yōu)化分析。

5 結論

CAD三維模型在不同CAD軟件平臺之間傳遞，可以大大提高工作效率，但由于建模開始時都會有特定的用途，在一種用途下可能信息足夠，但在另一種用途下，即使模型在傳遞過程中信息沒有丟失，使用同樣的模型，也常常會遇到信息不全的困惑。本文以UG NX9.0為例，詳細介紹了非參數(shù)建模的模型參數(shù)化，使之滿足ANSYS Workbench 17.0結構優(yōu)化分析的參數(shù)要求。

1）簡要歸納了ANSYS Workbench下結構優(yōu)化分析的步驟，對使用ANSYS Workbench進行結構優(yōu)化者有一定的幫助。

2）詳細介紹了在UG NX9.0下，通過設定非參數(shù)建模的三維模型的體屬性，實現(xiàn)了優(yōu)化參數(shù)的定義，并通過實例驗證了這一方法的可行性。

3）本文雖然以UG NX9.0為例探討了優(yōu)化參數(shù)的定義方法，但對于在其他CAD軟件平臺下進行類似的定義，有很大的借鑒意義。

參考文獻：

[1] 郝鐘雄. ANSYS與CAD軟件的接口問題研究[J]. 機械設計與制造，2007（7）：75-76.

[2] 王建利，司慧. 淺談Solid Edge與ANSYS的數(shù)據(jù)傳遞[J]. 電腦知識與技術，2009（31）：8691-8693.

[3] 陳乾偉，鞠全勇，黃衛(wèi)清，等. ANSYS和Pro/E在超聲電動機有限元建模中的應用[J]. 微特電機，2014（11）：32-36.

[4] 李宗坤，張宏洋，王建有，等. SolidWorks建模以及與ANSYS的接口問題探討[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2007（9）：82-84.

[5] 李春燕. 基于MDT的輕鋼結構參數(shù)建模程序與ANSYS接口技術研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2005.

[6] 王進. AutoCAD與ANSYS面接口問題研究[J]. 煤礦機電，2009（6）：4-6.

[7] 詹俊勇，黃建民. SolidWorks導入實現(xiàn)ANSYS參數(shù)化建模[J]. 金屬加工（冷加工），2010（4）：71-72.

篇2

早在08年北京奧運會之時，人們就已經(jīng)見識過參數(shù)化的能力，鳥巢與水立方這兩棟建筑給人們帶來的不僅僅是震撼這么簡單，它們深刻的預示著一個設計時代的到來，之后如廣州亞運會的小蠻腰，扎哈設計的廣州雙石歌劇院，以及深圳國際機場與杭州NBBJ體育場館等諸多建筑在中國遍地開花的現(xiàn)實都證明了這個觀點，利用參數(shù)化作為設計的另一種全新手段將會給設計帶來一場革命性的變化！

08年底，無獨有偶，一位ID名為Foral的海外留學生在ABBS論壇上開帖介紹了Parametric Design，翻譯成中文也就是今天大部分設計者都知曉的“參數(shù)化設計”，這也是大多數(shù)國人認識參數(shù)化設計的開始；從此，“算法”、“代碼”這些不是設計專業(yè)出生的人應該了解的術語也頻繁的進入了我們的視線。感到欣慰的是，面對新事物國內(nèi)大部分設計者們選擇的是嘗試與接收挑戰(zhàn)，在我開始學習參數(shù)化時，使用的軟件主要是Grasshopper、RhinoScript、Python、Catia、Digital Project以及Processing等輔助設計軟件。

其中當屬基于Rhino平臺的Grasshopper是一個較為直觀、代碼呈現(xiàn)較少的參數(shù)化平臺，同時也最實用于設計的初級階段，因此目前被廣泛的使用。而RhinoScript則是基于微軟開發(fā)的VB Script腳本語言，屬于純代碼編程；而Python進入?yún)?shù)化編程用于設計也是2013年年初才開始的，其具有的賦值方便與簡介易懂，使其躋身為編程腳本中的佼佼者！以上三種都為參數(shù)化設計中的常用軟件，會在后續(xù)小節(jié)中逐步講解它們對于設計的使用！

正如我們之前所說的，參數(shù)化已經(jīng)成為了一個新設計時代的標志，試想一下我們的建筑與室內(nèi)空間是否也可以用程序來完成呢？目前大部分行業(yè)都傾向于使用算法和參數(shù)化進行處理，為何建筑與室內(nèi)設計不那樣做呢？

為何你需要撿起高中時的數(shù)學課本，從頭學起？

說道這里，只怕很多人都泛起了嘀咕，數(shù)學對于學習藝術的人來說可能是永遠不會觸碰的領域，太過于抽象與理性以至于對于大部分習慣了感性思維的藝術工作者來說，數(shù)學太過于遙遠！甚至有人對于數(shù)學不置一詞、避而不談，歸其原因只有兩個字：“不懂”！孰不知它對于設計這種實踐性極強的藝術領域有著潛移默化的深刻作用！設計不是純藝術，它不是外行人所理解的在紙上畫一畫就可以變?yōu)楝F(xiàn)實的學問；需要將你的思維，也就是優(yōu)秀概念變?yōu)楝F(xiàn)實是需要極其理性的數(shù)據(jù)作為支撐，才可以實現(xiàn)的！這就需要數(shù)學的幫助，沒有數(shù)學你現(xiàn)在所看到的很多驚世駭俗的建筑就不可能落地，參數(shù)化也就無從談起了！

數(shù)學一詞源于西方的古希臘語，意思很通俗就是通過學習獲得知識的意思，因此早期的數(shù)學所涵蓋的范圍遠比我們今日所講之數(shù)學要廣的多，和人類的生活也更加接近些。在古代人們最需要做的事就是丈量土地城池，以及核算人口戶籍！道理十分簡單，丈量土地因為人們需要生活，需要知道那一塊地是你的該你耕種，那一塊地是人家的，便于區(qū)分在收成之時向國家納稅；丈量城池因為需要營造，需要御敵，需要有家有住的地方，因此建筑也就產(chǎn)生了；核算戶籍是國家的事，需要知道國家統(tǒng)轄范圍之內(nèi)每縣每郡有多少人口，便于日后政策的實行！這些都是與生活息息相關的事！所以說早期數(shù)學遠不如今天這般神秘，它是非常真實的，但是事物總是在不斷進步與變化的，任何學科任何學問都是如此，當人們在不斷總結與簡化古人的知識時，一門學問就會變得抽象與難懂，歸其原因也只有一個就是知識太多了，沒辦法洋洋灑灑的都將其詳細記錄下來。所以就需要你仔細閱讀與理解，以至于今天沒有一個人能夠?qū)⑷祟悘墓胖两袼械闹R體系都學會，這才分出了專業(yè)與學科！那么數(shù)學也在這樣千百年的變化之后，變得只剩下數(shù)字、符號、公式和定理了。這些東西似乎和我們今天的生活漸行漸遠，甚至在表面上毫無關系。但是不要忘記，我們的建筑與室內(nèi)的實現(xiàn)，依靠的可都是實打?qū)嵉臄?shù)據(jù)，沒有了這些一切都會顯得那么空洞！

說了這么多，視乎并沒有和我們的設計扯上多大的關系，其實不然，仔細閱讀上文你就會發(fā)現(xiàn)，建筑產(chǎn)生的背景是早期人類為了有個地方住，直至最后要住的氣派，住的彰顯身份這才有了現(xiàn)在驚世駭俗的建筑，這些建筑如何產(chǎn)生都要歸功于數(shù)學的一門分支，也就是幾何學！都知道幾何學是研究空間形體的數(shù)學分科，所以對于下面所要講的知識就隨理成章了。事實上在古代，數(shù)學與建筑學一直都是不分家的學問。從古希臘的維特魯維，到文藝復興時期的建筑師和理論家——比如萊昂.巴蒂斯塔.阿爾伯蒂或者是眾所周知的天才藝術家奧納多.達.芬奇——它們首先都是數(shù)學家。這種學科間的關聯(lián)現(xiàn)在看起來似乎不如以前那么明顯了，但是諸如巴克敏斯特.富勒、圣地亞哥.卡拉特拉瓦、扎哈.哈迪德和其他許多同樣也是數(shù)學家的建筑師證明了這樣一個觀點，建筑和數(shù)學之間的重要關聯(lián)從未遺落。也許有人會說復雜的數(shù)學即時對于建造過程是必要的，但是對于設計的前期過程卻是不必要的。我不反對這樣的觀點，因為這是事實！然而，對于數(shù)學的重要，至今為止也沒有那個藝術類院校予以重視，對于建筑系與室內(nèi)設計的學生來說，提供了數(shù)學課程的高等院校就更是寥寥無幾了。實在是讓人嘆息！

1.“真”與“假”的邏輯對于數(shù)據(jù)的分配與判斷作用

很多人可能沒有聽說過計算機程序判定數(shù)據(jù)的兩種邏輯詞語，它們是這樣的兩種邏輯詞“真”與“假”，其實理解起來非常簡單，也就是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｕf的“是”或者“不是”，只是我們在用數(shù)學方式表達的時候，常常會使用一類判定式，也就是初高中學習的不等式概念，比如5>6為錯誤表達式，如果讓人來讀的話就會說成是5不會比6大，但是計算機可不這么說，雖然邏輯一樣，表達可是會有差別的，為什么計算機不使用人類的表述方式，而偏偏就只是用一個詞“假”呢？（程序?qū)憺椤癋asle”）想想看人類這么表述是不是很羅嗦？計算機的表達方式很簡潔，就一個字！最根本的原因還是為了方便人類閱讀，如果用人類的表達方式那就完了，你一天也讀不了多少判定結果，但是用計算機的表述方式就會簡單許多，而且效率大大提高了！下面就是一個程序的實例，是我在研究生一年級時參與的一個室內(nèi)工裝項目，所使用的就是真與假的邏輯判斷創(chuàng)建了這樣一個程序！大大的提高了工作效率，如圖1所示：

程序并沒有多復雜，模型和創(chuàng)建結果如下圖-2，圖-3所示，分別是造型墻的4個分區(qū)和最終的完成效果。

2. 三角學在室內(nèi)設計中的應用

對于三角學這門數(shù)學分科，早在高一的數(shù)學課本中就有詳細的介紹，sin與cos這兩個兄弟經(jīng)常會合伙出現(xiàn)，對于建筑和室內(nèi)來說，它們的使用非常廣泛，在這里我就不一一列舉了，說到三角函數(shù)大家都不陌生，可是若要換個名字稱呼它，可能你就不認得它們了，它們真正的名字應該叫做圓函數(shù)，其實和圓有著十分密切的關系！因為如果我不這樣說，你可能不明白下面這個實例如何能與三角函數(shù)掛上關系！這是我自己研究的一個使用三角函數(shù)制作室內(nèi)空間常用的造型，旋轉(zhuǎn)樓梯！觀察下圖程序與效果：

圖中所創(chuàng)建的樓梯與樓梯兩側的鑲板均是使用三角函數(shù)來創(chuàng)建的，你可能會覺得除了鑲板，樓梯很好建嘛，用SketchUp或者3Dmax也不難啊？是的，樓梯用這兩款軟件確實也不難做，但是如果我告訴你這個樓梯是我5分鐘做完的，你做何感想？這是前兩款軟件與參數(shù)化不能比擬的地方，就是效率，這是一種巨大的優(yōu)勢！但是前提是你必須了解數(shù)學的的原理，你才能夠這么快的完成這個樓梯的建模過程，更別提鑲板上密密麻麻的漸變小孔了！這也只不過就是高中的數(shù)學知識，就可以幫助一個設計師快速的完成一個概念，可見數(shù)學邏輯對于程序的重要，對于設計效率的重要！舉這樣一個實例因為它很直觀，而且在室內(nèi)設計中會經(jīng)常用到，也足夠說明三角學對于室內(nèi)設計的幫助是巨大的！

對于設計參數(shù)化所起到的作用

參數(shù)化在開篇已經(jīng)做了詳細介紹它是如何來的，在這里就不再重復了，參數(shù)化是一門新興的技術，在國內(nèi)很多人將它說的很神，什么非線性什么集群智能等等，其實無外乎兩個字，那就是數(shù)學！這就是為什么之前需要對于數(shù)學這門古老的學科做詳細介紹的原因就在這里，在這里再次將參數(shù)化這門技術做詳細解釋，它并不是大多數(shù)喜歡忽悠的人說的什么設計風格，非線性與參數(shù)化只不過就是一種設計手段，是設計者手中的高效能工具，有了它設計師就可以完成許多在常人眼里看似天方夜譚的造型，這些極度復雜的造型如果換做手工創(chuàng)建模型將會是不可想象的艱難，甚至可以說是無法實現(xiàn)的！對于設計來說，首先是需要有一個相當出色的創(chuàng)意，也就是概念，接下來才是如何實現(xiàn)的過程，東西都做的不堪入目何談讓甲方心甘情愿掏錢買單？這是在淺顯不過的道理，然而出色的概念可不是參數(shù)化能夠?qū)崿F(xiàn)的，這取決設計師的修養(yǎng)和平生積累的經(jīng)驗，絕對不是參數(shù)化這樣的技術能夠獨立完成的，也就是說參數(shù)化是居于設計之后的過程，而非在方案起始就能夠產(chǎn)生作用的，因為人的思維永遠都是活的，這是計算機所不能匹敵的，也是人類能夠創(chuàng)造如此多彩世界的原因！那么參數(shù)化的作用又體現(xiàn)在哪里呢？首先參數(shù)化并不是很新鮮的東西，早在上個世紀它就已經(jīng)出現(xiàn)了，只不過在建筑與室內(nèi)設計中的應用是近幾年才開始的，早先它還是在給電影大片做特效使用，還有就是軍隊的高科技！所以并不算是新鮮的技術，如今對于審美的提高，技術的進步，才使得這種需要極其豐富的數(shù)學知識作為后盾的技術，逐漸進入了設計的領域！

參數(shù)化并不神秘，參數(shù)其實就是數(shù)學中的數(shù)據(jù)調(diào)控，因為空間中的每一個模型都附帶了或簡單或復雜的數(shù)據(jù)信息，只要將這些數(shù)據(jù)稍作修改，模型就會產(chǎn)生連帶的變化，從而使每一個不同的數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的模型形態(tài)都不相同，這就是參數(shù)化的魅力！在你具有優(yōu)秀的創(chuàng)意之后再來使用參數(shù)化將會是如魚得水、如虎添翼般的效果！

做設計的人都知道，每一個項目都是有時間限定的，當你完成此項目的時間越短，數(shù)據(jù)越精確時，創(chuàng)造的效益與節(jié)省的開支就會越大。這樣的結果用什么方式才能夠完成呢？答案非參數(shù)化無二！

算法解析

多年前讀高中時，我就私下里自學過計算機編程，只不過那時就是一時興起，沒有真正學懂，但是也知道了算法這一概念，很多不知道如何編寫代碼的設計師百思不得其解，到底什么是算法呢？請看如下代碼：

Dim u，v As Integer

u = x + 20

v = y + 26

If x > y Then

a = u * v

Else

a = u + v

End If

這就是一種算法，上述代碼所表達的含義是一種不等式的判定，也就是當x>y時結果為真，執(zhí)行a=u*v的運算，為假時執(zhí)行a=u+v的運算，這是一個非常簡單的代碼，但是足夠說明算法的含義。算法其實就是一種邏輯表達關系式，只是需要人們將日常所講的大白話翻譯成計算機能夠聽懂的語言，然后告訴計算機幫助我去執(zhí)行我需要的結果！就這么簡單，算法并不是完全相同的，因人而異當編寫同一結果的程序時，算法可能千差萬別，但其最終結果都是相同的！需要注意的是算法有優(yōu)劣之分，好的算法應當是邏輯簡單，判定簡短精確，換成大白話就是言簡意賅，沒有啰嗦話！反之既然。在實際項目中，算法是極其重要的一環(huán)，這決定你的效率是否加倍，好的算法可能幾分鐘就能算出你要的結果，因為占用內(nèi)存少，運算時間相對減少；而差的算法可能就需要十幾分鐘可能更多，試想一下對于一個爭分奪秒的項目工程，每一個環(huán)節(jié)都節(jié)省幾分鐘，那可能就是節(jié)省好幾天的重復工作了！

淺析代碼——機器智能

在參數(shù)化進入建筑之前，機器智能化就已經(jīng)開始應用了，人們所熟知的機器人就是計算機智能化的體現(xiàn)，不過再怎么智能，始終還是需要人機交互才能夠完成計算機的智能運算，也就是說需要人們告訴計算機你該怎么做，做到什么條件了，執(zhí)行這個條件下的運算；做到另一個條件了，開始執(zhí)行另一個條件下的運算！這就是人們常說的機器智能，前提條件就是人機交互，沒有了人對計算機發(fā)號施令，機器智能也就無從談起了！說到底，其實還是人類的智慧在左右計算機的工作，因為機器智能化的先決條件是人們需要編寫一串代碼告訴計算機，你該怎么做，就如同下列代碼一樣：

Sub Main（）

Dim Plane， Radius， m

Plane = Rhino.WorldXYPlane

Radius = Rhino.GetReal（"int & 67"）

For m=0 To 10 Step 2

If（Radius + m） < 30 Then

Rhino.AddCircle Plane， Radius + m

Else

Rhino.Print"the cicle is really big"

End If

Next

End Sub

這串代碼執(zhí)行了一組添加圓的操作，它告訴了計算機如何執(zhí)行數(shù)據(jù)的結果，當圓的半徑與等差數(shù)列m的和小于30時，計算機將會自動添加小于30這個數(shù)據(jù)的所有圓，而當大于30時，計算機會自動停止添加圓，并且顯示這個圓太大了！在之前計算機會詢問你要求輸入一個起始半徑。這就是人機交互，也就是機器智能化的體現(xiàn)。

施工數(shù)據(jù)的讀取

對于設計最終能否落地實現(xiàn)，有沒有精確的施工數(shù)據(jù)是相當重要的一環(huán)，參數(shù)化能夠幫助到設計的最直接表現(xiàn)就是能夠讀取精確的施工數(shù)據(jù)，這是其他常規(guī)建模軟件都無法做到的，如果說模型單元太多數(shù)據(jù)就更難以讀??！參數(shù)化的好處就在于讀取數(shù)據(jù)時，可以分區(qū)域找到它們的精確數(shù)據(jù)！正如之前所講述的實例旋轉(zhuǎn)樓梯的施工數(shù)據(jù)，就可以用參數(shù)化很快的提取出來，如圖6所示：

如圖-6所示，參數(shù)化將樓梯的每一個階梯節(jié)點進行了標號，另一側的兩組數(shù)據(jù)分別為階梯的兩側節(jié)點坐標數(shù)據(jù)，有了這些施工就近在眼前了，要知道這是旋轉(zhuǎn)的階梯，內(nèi)側與外側是存在著一種縮放比例關系的，所以數(shù)據(jù)不比平常的樓梯那么簡單；再者因為是圓弧狀所以施工對于數(shù)據(jù)的要求需要更加的精確。當然這樣的兩組數(shù)據(jù)因為小數(shù)點位過多，過于精確，有過施工經(jīng)驗的設計師肯定明白，這樣的數(shù)據(jù)是需要簡化的，不然施工還是沒法做，施工所要求的數(shù)據(jù)需是整數(shù)，方便測量與定位，小數(shù)點過多則可能無法測量精確，1毫米之內(nèi)的誤差在施工上是允許的，所以只需要在程序中將這類數(shù)據(jù)再次簡化成整數(shù)，就可以當作施工的準確數(shù)據(jù)了。這是參數(shù)化所具備的能力，也是它對于設計效率的巨大幫助！

4.設計的高效

在前面眾多舉例中，都是為了證明一個道理就是，參數(shù)化對于設計有著其他輔助工具所不能比擬的優(yōu)勢，就是高效能的完成設計的的概念，如數(shù)學一節(jié)中的兩個實例無不說明參數(shù)化所具有的高效率，在我們工作室沒有使用參數(shù)化制作室內(nèi)項目的造型墻時，這個造型墻使用手工制作了將近一個星期的時間，而使用參數(shù)化編程完成這個造型墻的概念只用了區(qū)區(qū)半個小時就制作完成了，而且無論是造型的美感，還是數(shù)據(jù)的準確，都是手工無法比擬的，因為人做的總會不小心出現(xiàn)小錯誤，而及其運算的，只要邏輯正確算法合理，是不會有錯誤的，速度就更不用說了！再說旋轉(zhuǎn)樓梯這個例子，使用3D或者SketchUp至少也得用去1個小時或者更多，加之復雜的鏤空鑲板，只怕一天時間也不一定能夠做完，而參數(shù)化使用程序運算，只需要短短5分鐘就完工了！

這是什么樣的效率，相信不用我多說什么了，對于設計師來說完成一個項目的時間越短，出錯越少也就意味著可以節(jié)約出更多時間來完善項目，將項目中不必要的錯誤將至最小，這無異于是設計工作方式的一場革命性變化。對于未來的設計將會是影響深遠的！

5.對于思維的開拓性

在參數(shù)化沒有進入設計領域時，想想看設計師們做的方案與項目都是什么樣子的？大多數(shù)人應該都會想到筆直的大樓，在甚者就是多幾個轉(zhuǎn)折面而已，終其一點還是拜托不了直線的構造的影子，就連建筑的外觀和室內(nèi)的造型墻體也大多為傳統(tǒng)的圖案鑲板！再看看參數(shù)化進入設計之后所創(chuàng)建的造型。（如圖7）

這樣的建筑與室內(nèi)造型，在參數(shù)化還沒有進入設計之前，只怕是那個設計師都不敢想象的，如此復雜的造型建筑和室內(nèi)鑲板，如果沒有參數(shù)化的進入，建筑師會往這方面想嘛？答案是肯定的，不會也可以說不敢往這方面想，因為太過于復雜，以至于人腦沒辦法想象出如此密集的圖形變化，這就是參數(shù)化能夠帶給設計師的啟發(fā)，也就是原來造型還可以這樣去做啊！

展望未來設計師的素質(zhì)

在對參數(shù)化能夠給設計帶來的幫助，在之前小節(jié)已經(jīng)做過詳細的說明，那么對于設計師來說參數(shù)化又能夠提供那些幫助呢？

很多人大概都存在這樣一個誤區(qū)，那就是設計是一門藝術的學科，這樣說未免有些偏激，設計是需要實踐落地的一門學科，與傳統(tǒng)的繪畫和雕塑并不是一回事，只是設計之初需要感性的創(chuàng)造。而之后便是理性的思維，如何將其做出來，保證能夠不出問題，以及設計的美感和初衷仍然保留。這就需要詳盡的數(shù)據(jù)作為支撐，才可能得以實現(xiàn)，對于一個優(yōu)秀的設計師而言，不能只有天馬行空般的想象而不具備解決實際問題的能力，不然一切都將是空談，因為最終你的創(chuàng)意你的概念都是要在現(xiàn)實世界中落地的！所以換句話說設計師還需要具有很好的理性思維，才能夠?qū)⒑玫膭?chuàng)意真正實現(xiàn)。在感性與理性的中間找到平衡才算得上是一位優(yōu)秀的設計師，不然你的想法都只能是交給他人來幫助你實現(xiàn)。

對于提高設計師本身的理性思維，參數(shù)化能夠起到很好的作用，經(jīng)過上述小節(jié)的說明，不難看出參數(shù)化是一種極其理性的技術，需要掌握它必須有良好的數(shù)學思維，不然就不可能理解參數(shù)化真正的含義。更不要說來幫助設計師高效的完成概念了！這是一個時代的要求，是任何一個想成為優(yōu)秀設計師的人都不能逃避的現(xiàn)實！

（作者單位：湖南師范大學）

參考文獻：

[1] 吳軍.數(shù)學之美[M].人民郵電出版社，2012（7）

篇3

關鍵詞：汽車；焊裝夾具；參數(shù)化設計

汽車焊裝夾具是整車四大工藝焊裝工藝中不可或缺的重要工藝裝備，焊裝夾具的設計水平直接關系到車身總成的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)拍。因此，提高焊裝夾具的設計質(zhì)量，縮短設計周期，降低設計成本，對新車型的開發(fā)、生產(chǎn)都具有非常重要的意義。

一、汽車焊裝夾具的組成

（一）底板。夾具底板是焊接夾具的基礎元件，它主要起支撐一個工位的焊裝夾具的作用。其它機構都是在底板的基礎上裝配起來的；它是其它機構裝配的定位基準和參照，它的精度直接影響其它機構安裝的準確性，其工作平面的平面度、表面粗糙度以及鉆孔的位置精度均有嚴格的要求。

（二）定位機構。定位機構由定位元件組合而成，其主要作用是確定工件在夾具中的準確位置。定位機構中的零部件通常包括支架、限位塊、插銷、固定銷、擋鐵、L（U，F(xiàn)，V，T等）型定位塊，以及根據(jù)焊件實際形狀確定的定位塊等。支架通過螺栓固定在底板上，支架和底板之間要有絕緣層絕緣。各類銷、塊則通過螺栓安裝在支架上，銷、塊與支架之間可用墊片來調(diào)整銷、塊的安裝位置，以保證定位焊裝精度。在設計制造時應具有足夠的剛性和硬度、設計成組合可調(diào)式的、采用標準化模塊化設計、選用統(tǒng)一的厚度尺寸。

（三）夾緊機構。夾緊機構可分為手動夾緊和氣動夾緊兩種機構，手動夾緊一般為四桿自鎖機構；氣動夾緊一般由動力源（汽缸）、傳力機構（轉(zhuǎn)臂）以及夾緊元件（壓塊）組成，其作用是保持工件由定位所取得的確定位置并抵抗系統(tǒng)所受外力及其影響，使焊裝過程得以順利實現(xiàn)。夾緊機構在設計制造時應滿足結構簡單、動作迅速，能夠大批量生產(chǎn)；手動夾緊能自鎖；二次夾緊或多點夾緊時，幾個夾緊機構需串聯(lián)或并聯(lián)在一起使用；對于定位精度較低的焊件能實現(xiàn)夾緊和定位同時進行。

（四）輔助機構。輔助機構的作用主要是為了使焊接過程更方便快捷的實施。在焊接過程中發(fā)揮著重要作用。常用輔助機構主要有：翻轉(zhuǎn)平臺、旋轉(zhuǎn)平臺和舉升機構等。翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)平臺使焊接件能夠在水平面或者垂直面進行各種角度的旋轉(zhuǎn)以方便焊裝過程順利快捷的實施。舉升機構取下焊接完畢人工不易取下的大型焊件。翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)平臺和舉升機構都必須帶有氣動制動裝置，以穩(wěn)定整個焊裝平臺，防止安全事故發(fā)生。

二、汽車車身焊裝夾具的特點

在焊裝過程中使用的是多點定位夾緊的專用焊裝夾具，以保證各零件或組件在焊接處準確定位并且緊密貼合，保證整個車身的裝配精度和焊接質(zhì)量。從結構、定位和夾緊這三個方面來分析，汽車車身焊裝夾具有以下特點。

（一）焊裝夾具的結構特點。從整體上來看，車身焊裝夾具體積龐大、結構復雜、形狀各異。為了便于制造、裝配、檢測和維修，必須對夾具的各個組成結構按類別進行分解，分解之后夾具的每類零件具有一定的相似性；從結構上分析幾乎都是一樣的，只有在尺寸上有所差異。因此在焊裝夾具設計時，按每類零件進行設計，會起到事半功倍的效果。正是由于焊裝夾具的這些結構特點決定了采用參數(shù)化設計技術設計焊裝夾具的可行性。

（二）焊裝夾具的定位特點。焊裝夾具對焊接件定位采用“N-2-1”定位原理進行定位，榱朔樂構定位或者由于欠定位導致的焊接件松動、變形，在設置定位元件時要充分利用工件裝配的相互依賴關系作為自然的定位支承，定位元件所定位的定位點盡量均勻的分布在焊接件上。由于車身焊裝夾具大都以車身沖壓件的曲面外型、曲面上整形過的平臺、拉延或者壓彎成型的臺階、經(jīng)修邊的窗口和外部邊緣、裝配孔和工藝孔定位，所以焊裝夾具的定位元件與焊接件接觸的部位形狀都是比較特殊而且角度也各不相同，需人工對該部位進行修型。定位板所用鋼板一般用Q235，厚度為16-20mm。定位塊間距既要保證定位精度，又要保證焊接的方便性。

（三）焊裝夾具的夾緊特點。車身焊裝夾具的夾緊力主要用于保持工件裝配的相對位置，克服工件的彈性變形，使其與定位支承或?qū)щ婋姌O貼合。為了防止在施加夾緊力的時候汽車車身薄板沖壓件受力變形脫離定位基準，一個夾緊點一般對應一個定位點；只有對于剛性很好的零件才允許夾緊點作用力作用在幾個定位支承點所組成的平面內(nèi)。焊接是在兩個工件間進行，夾緊點比較多，夾緊應采用高效快速裝置和多點連動機構，以減少裝卸工件的輔助時間。

三、數(shù)化設計的具體實施

（一）概述。本文所講述的夾具參數(shù)化設計是運用CATIAV5作為三維設計軟件，除了基本命令外，主要還涉及軟件中的知識工程模塊和命令，可進行參數(shù)的建立、規(guī)則的編寫等，另外，在CATIAV5軟件中可以通過表格來獲得標準件和通用件的尺寸，在保存零件尺寸的數(shù)據(jù)時以表格的形式存放在相應文件中，使表格中的數(shù)據(jù)與三維參數(shù)模型建立聯(lián)系。CATIAV5參數(shù)化設計應用的主要模塊有：HD2、KWA、PKT。

（二）模板參數(shù)化設計流程。模板的參數(shù)化設計流程可分為骨架設計、詳細零部件設計、模板制作和模板入庫管理4個步驟，如圖1所示。

四、結語

總而言之，汽車焊裝試制夾具的參數(shù)化設計，可有效縮短新車型的開發(fā)周期，提升汽車企業(yè)的核心競爭力，值得推廣和應用。

參考文獻：

篇4

關鍵詞：性能測試；Winsock協(xié)議；LoadRunner；場景錄制；參數(shù)化

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)31-7698-05

Brief Discussion of Implementation of Winsock to be Parameterized in LoadRunner

ZHANG Hai-mei1, XUE Ya-min2

(1. Changzhou Automation Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Corporation, Changzhou 213015, China; 2. Guoguang Electronic Information Technology, Changzhou 213015, China)

Abstract: In the use of performance testing tool LoadRunner tests socket protocol application, in order to overcome that a test is monotonous and has large deviation from the actual use in the simulation test, so it needs to parameterize test script as the same as other protocols, firstly it needs to find the place where has to change into parameters in the script, then they are to be parameterized. The results show that when the test is running, it can be realized that the client submit a different data to the server, and complete automated performance testing.

Key words: performance test; Winsock protocol; LoadRunner; scene recording; parameterized

Windows Sockets（簡稱Winsock）是Windows下得到廣泛應用的、開放的、支持多種協(xié)議的網(wǎng)絡編程接口。已成為Windows網(wǎng)絡編程的事實上的標準。它是起源于UNIX上的Berkeley Software Distribution（BSD）版本的套接字,并為Windows進行了專門地擴展。Internet是在UNIX系統(tǒng)上發(fā)展起來的，在UNIX上有許多成熟的編程接口，其中最通用的是一種叫做sockets（套接字）的接口。套接字的實質(zhì)是通信端點的一種抽象，它提供一種發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的機制。一般Windows下基于TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡環(huán)境下的應用程序，其實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信都是通過調(diào)用Winsock的接口函數(shù)來實現(xiàn)的。

Client/Server(C/S)模式，即客戶機/服務器模型。在這種方案中客戶應用程序向服務器程序請求服務。這種方式隱含了在建立客戶機/服務器間通訊時的非對稱性[1]。這一套慣例包含了一套協(xié)議。它必須在通訊的兩頭都被實現(xiàn)。C/S模式能充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務器。對應的優(yōu)點就是客戶端響應速度快。但它一般只適用于局域網(wǎng)，并且客戶端需要安裝專用的客戶端軟件。

本文介紹的案例系統(tǒng)是C/S架構的Windows下的應用在醫(yī)院局域網(wǎng)環(huán)境下的應用程序。

1 LoadRunner工具支持的協(xié)議

LoadRunner是目前主流的一種軟件性能測試工具。它通過模擬上千萬個虛擬用戶實施并發(fā)測試或負載測試及實時性能檢測的方式來確認和查找問題，能夠?qū)φ麄€企業(yè)架構進行測試。

LoadRunner支持的協(xié)議比較廣泛，參考

安裝LoadRunner工具后生成的幫助文檔內(nèi)容，Vuser類型可以分為以下幾種：

1）應用程序部署解決方案：使用于Citrix協(xié)議。

2） 客戶端/服務器：適用于 DB2 CLI、DNS、MS SQL、ODBC、Oracle （2層）、Sybase Ctlib、Sybase Dblib 和 Windows Sockets 協(xié)議。

3）自定義：適用于 C 模板、Visual Basic 模板、Java 模板、Javascript 和VBscript 類型的腳本。

4）分布式組件：適用于 COM/DCOM、CORBA-Java 和 RMI-Java 協(xié)議。

5）電子商務：適用于 FTP、LDAP、Palm、Web (HTTP/HTML)、Web Services和雙 Web/Winsocket 協(xié)議。

……

本文主要介紹使用LoadRunner測試“客戶端/服務器”類型的應用程序時，只能選用Windows Sockets協(xié)議。

2 LoadRunner的組件及功能

LoadRunner工具中包括三個組件，分別為：LoadRunner Virtual User Generator、LoadRunner Controller、LoadRunner Analysis。

1）LoadRunner Virtual User Generator是虛擬用戶生成器，來記錄模擬真實用戶使用應用程序的虛擬用戶腳本。

2）LoadRunner Controller是一個創(chuàng)建、維護、執(zhí)行場景的管理中心。它往場景中加載虛擬用戶和負載生成器，開始和停止負載測試，還有其他管理性的任務。

3）LoadRunner Analysis提供圖表和報告，這些圖表和報告為測試結果分析提供了數(shù)據(jù)來源，最終可以總結系統(tǒng)性能。

3 案例項目（PACS&RIS系統(tǒng)性能測試）

3.1 PACS&RIS系統(tǒng)介紹

PACS系統(tǒng)是Picture Archiving and Communication Systems的縮寫，意為圖像歸檔與傳輸系統(tǒng)。它是應用在醫(yī)院影像科室的系統(tǒng)，主要的功能就是把日常產(chǎn)生的各種醫(yī)學影像（包括核磁，CT，超聲，各種X光機，各種紅外儀、顯微儀等設備產(chǎn)生的圖像）通過各種接口（模擬，DICOM，網(wǎng)絡）以數(shù)字化的方式海量保存起來。

本案例是醫(yī)用PACS&RIS系統(tǒng)，采用了最新的DICOM3.0協(xié)議標準，運用了數(shù)據(jù)庫管理、視頻采集，數(shù)字圖像處理，DICOM的通信等各種先進技術實現(xiàn)了對放射科乃至全院的影像和圖文報告的管理、共享。醫(yī)學數(shù)字影像傳輸（DICOM）標準是第一個廣為接受的全球性醫(yī)學數(shù)字成像和通信標準，它利用標準的TCP/IP（transfer control protocol/internetprotocol）網(wǎng)絡環(huán)境來實現(xiàn)醫(yī)學影像設備之間直接聯(lián)網(wǎng)。因此，PACS是數(shù)字化醫(yī)學影像系統(tǒng)的核心構架，DICOM3.0標準則是保證PACS成為全開放式系統(tǒng)的重要的網(wǎng)絡標準和協(xié)議。

該系統(tǒng)主要功能包括“病人登記系統(tǒng)”、“診斷報告系統(tǒng)”、“病人管理系統(tǒng)”、“統(tǒng)計分析系統(tǒng)”。

3.2 測試要求及測試工具引入

需要對某醫(yī)院用PACS&RIS系統(tǒng)做性能測試，根據(jù)相關資料了解，該系統(tǒng)的架構為C/S架構，即使用時需要客戶端安裝應用軟件及數(shù)據(jù)庫客戶端系統(tǒng)，通過操作將數(shù)據(jù)暫時存儲在客戶端，再通過數(shù)據(jù)同步的方式將數(shù)據(jù)上傳至服務器或從數(shù)據(jù)庫服務器中下載最新數(shù)據(jù)記錄。

測試環(huán)境要求及設計：

客戶的環(huán)境要求如表1所示。

最終確定的測試環(huán)境如表2所示。

每臺電腦的顯示器分辨率都設置為1024×768（32 位色）。

本次測試采用LoadRunner工具作為性能測試工具。

3.3 測試用例設計

根據(jù)性能要求，確定測試內(nèi)容，主要是“病人登記系統(tǒng)”和“病人管理系統(tǒng)”中的并發(fā)測試。最終確定了幾個場景，表3給出了該案例的測試場景列表。

在確定測試場景后，可以進一步作成測試用例[2]，以系統(tǒng)應用場景5為例，其“病人登記系統(tǒng)：登記病人信息操作”業(yè)務可以描述如下：

用例編號：TC_**-1

用例條件：用戶具有錄入病人信息的權限

用戶步驟及結果驗證：

1) 點擊“登記系統(tǒng)”按鈕，在提示框中輸入用戶名和密碼，點擊“登錄”按鈕，登錄病人登記系統(tǒng)，進入病人登記系統(tǒng)頁面。

[驗證]頁面出現(xiàn)“病人登記系統(tǒng)”提示字符串。

2) 用戶在頁面左側菜單上點擊“檢查登記”鏈接，進入檢查登記頁面。

[驗證]頁面出現(xiàn)“檢查號”提示字符串。

3) 用戶在檢查登記頁面中填入病人姓名等基本信息后，點擊“保存病人”按鈕，畫面更新為“新建病人”頁面。

[驗證]頁面出現(xiàn)“保存成功”提示字符串。

4 Laodrunnner錄制Winsock協(xié)議的腳本及參數(shù)化

因案例系統(tǒng)涉及的上層協(xié)議較多且結構較復雜，本次測試經(jīng)多次嘗試，發(fā)現(xiàn)使用LoadRunner測試時，只有當選擇協(xié)議Windows Sockets時，才可以將客戶端和服務器之間的數(shù)據(jù)通信完整地錄制下來。

4.1 使用LaodRunnner錄制腳本

案例中，以4.3中的測試用例為例，使用LoadRunner錄制腳本，打開LoadRunner Virtual User Generator，點擊新建腳本，出現(xiàn)協(xié)議選擇提示信息窗口，選擇單協(xié)議，在Category下拉框中選擇Client/Server，再選擇協(xié)議Windows Sockets，如圖1所示。

點擊“Create”開始，進入圖2頁面，圖中點擊“①”選擇本地的客戶端應用程序（一般是后綴為exe的執(zhí)行文件），點擊“②”設置工作路徑，即一些log文件存的路徑。

點擊OK，開始錄制，LoadRunnner會自動打開客戶端軟件，登錄時使用的帳號為“test10”，密碼為“test10”，此時按照測試用例的操作步驟一步步操作，填寫病人信息，然后保存信息。

注意：因為Windows Sockets方式錄制的腳本可讀性較差，為了方便找到所需要的信息，可以將每一步打開頁面的步驟記錄為一個事務（Transaction），最終需要統(tǒng)計點擊“保存病人”按鈕的響應時間小于3秒，故在點擊“保存病人”之前插入集合點（Rendezvous）。

VuGen(4) 可以以兩種方式顯示 WinSock 腳本：

1）作為基于圖標的腳本表示形式。這是默認的視圖，稱為樹視圖。

2）作為基于文本的腳本表示形式，它顯示 Windows 套接字 API 調(diào)用。這稱作腳本視圖。

錄制完成后的腳本視圖如圖3所示。

其中腳本包含四個部分：

vuser_init、Action、vuser_end、data.ws

LoadRunner腳本一般包含三個部分：vuser_init、Action、vuser_end

錄制時，可以選擇將腳本放在哪一部分，一般初期化的腳本可以放在vuser_init中，操作過程放在Action中，錄制時，Action中可以定義新的Action，vuser_end中可以不錄制事務，也可以將退出應用程序的操作放在vuser_end中。

除了 Vuser 腳本外， VuGen（ Vuser Generator）還將創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件data.ws，該文件包含在錄制會話期間傳輸或收到的數(shù)據(jù)。

注意：vuser_init中的內(nèi)容是不可以參數(shù)化的。需要參數(shù)化的內(nèi)容應該放在Action中，本案例中從輸入登錄信息開始的內(nèi)容都應該放在Action中。

4.2 找到需要參數(shù)化處

LoadRunner錄制完測試腳本后，需對腳本進行進一步完善，例如，5個用戶登錄病人登記系統(tǒng)，登記病人信息操作，并發(fā)保存病人信息；至少需要5個用戶是不同的用戶，至于病人信息也應該是不同的，這個比較復雜，在此不詳細展開。那我們就需要對登錄系統(tǒng)的用戶進行參數(shù)化。LoadRunner在winsock協(xié)議下典型會話期間，將錄制下列函數(shù)序列：

lrs_startup 初始化 WinSock DLL。

lrs_create_socket 初始化套接字。

lrs_send 在數(shù)據(jù)報上或者向流套接字發(fā)送數(shù)據(jù)。

lrs_receive 接收來自數(shù)據(jù)報或流套接字的數(shù)據(jù)。

lrs_disable_socket 禁用套接字操作。

lrs_close_socket 關閉打開的套接字。

lrs_cleanup 終止 WinSock DLL 的使用。

可見lrs_send是客戶端往服務器端發(fā)送數(shù)據(jù)報，而lrs_receive是客戶端接收服務器端返回的信息。首先在腳本中找到定義“登錄”事務的地方，如下面代碼所示：

#include "lrs.h"

Action()

{

lr_start_transaction("LOGIN");

lr_think_time(22);

lrs_send("socket0", "buf4", LrsLastArg);

lrs_receive("socket0", "buf5", LrsLastArg);

lrs_send("socket0", "buf6", LrsLastArg);

lrs_receive("socket0", "buf7", LrsLastArg);

……

然后在LoadRunner樹視圖中查找登錄信息，如圖4所示。

可以確定登錄的帳號信息是存放在buf6中的，在腳本視圖中點擊左邊菜單“data.ws”，檢索buf6，找到buf6中的二進制文件內(nèi)容，如下面代碼中的紅色部分即為test10。

send buf6 224

"\x01\x01\x00\xe0\x00\x00\x01\x00"

……

"U""\x00""s""\x00""e""\x00""r""\x00""N""\x00""a""\x00""m""\x00""e""\x00""=""\x00"

"t""\x00""e""\x00""s""\x00""t""\x00"" "\x00""1""\x00""0"

……

篇5

關鍵詞：參數(shù)化設計 族表 UDF 程序（Pro/Program） Pro/Toolkit

中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0032-02

三維機械設計已經(jīng)成為機械設計的潮流和趨勢，它能反映實際產(chǎn)品的設計、構造及制造過程。采用三維機械設計方法可以在設計之初建立三維立體模型，方便地進行產(chǎn)品設計，縮短了產(chǎn)品和研發(fā)設計周期，提高了設計質(zhì)量。參數(shù)化設計是目前維機械設計應用技術中最重要的技術之一。

作為應用最廣泛的三維機械設計軟件―Pro/E軟件，是美國PTC公司開發(fā)的CAD/CAE/CAM三維軟件，它具有參數(shù)化造型、模塊化結構、基于特征的實體模型、3D實體模型、單一數(shù)據(jù)庫及其全相關性等功能，可使產(chǎn)品設計開發(fā)流程大大簡化，使設計工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化。Pro/E軟件在參數(shù)化設計方面的優(yōu)點使其在產(chǎn)品參數(shù)化設計應用中發(fā)揮了巨大作用。

1 參數(shù)化設計概念及優(yōu)點

參數(shù)化設計指在已對圖形所建立的幾何約束（尺寸約束和拓撲約束）基礎上，通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀，從而自動實現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型[1]。

參數(shù)化設計方法更符合和貼近現(xiàn)代CAD中概念設計以及并行設計思想，它與傳統(tǒng)設計方法相比，不僅僅局限于產(chǎn)品的詳細設計階段，可支持設計過程的完整階段；可以快速地進行設計修改并有效地利用以前的設計結果；支持并行設計符合設計人員的習慣。除此之外，參數(shù)化設計還能夠使設計人員在設計的同時實現(xiàn)參數(shù)化建庫，極大的方便后續(xù)設計工作。

參數(shù)化設計極大的改善了圖形的修改手段，提高了設計的柔性，在概念設計、動態(tài)設計、實體造型、裝配，公差分析與綜合、機構方針、優(yōu)化設計等領域發(fā)揮著越來越大的作用，體現(xiàn)出很高的應用價值。

2 Pro/E軟件的參數(shù)化技術特點

參數(shù)化特征設計是Pro/E軟件主要功能之一。通過有機地結合參數(shù)化設計和特征建模，Pro/E軟件可方便地進行參數(shù)化建模。模型中的每一特征及尺寸都有相應參數(shù)一一對應，同時可通過關系將參數(shù)建立聯(lián)系，使各模型及模型的特征及尺寸具有全相關性，實現(xiàn)對模型的控制。同時設計人員對其中一個特征或尺寸進行修改后，全局設計的相關修改可自動實現(xiàn)，以確保所有零件和多個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)一致性。

3 Pro/E軟件的參數(shù)化常用設計方法

Pro/E軟件為用戶提供了豐富的參數(shù)化設計方法和工具，常用的有：族表（Family Table）、用戶自定義特征（User Define Feature，UDF）、程序（Pro/Program）、開發(fā)工具包（Pro/Toolkit）等。

3.1 族表

族表是Pro/E軟件提供的一種可以復制特征的高級工具[2]。族表是本質(zhì)上相似零件（或組件或特征）的集合，使用族表功能可以將產(chǎn)品開發(fā)中用到的標準件或結構相似的零部件生成產(chǎn)品庫，從而可以在設計中方便選用。在產(chǎn)品裝配模型中，族表使得組件中的零件更加容易互換。

創(chuàng)建族表首先要創(chuàng)建一個基本的類屬零件，該零件需具有代表性并盡可能包括所有特征和尺寸參數(shù)。以類屬零件作為基礎，根據(jù)設計需要，確定需要變化的特征和尺寸等參數(shù)并將其寫入族表，Pro/E軟件通過讀取族表內(nèi)容從而生成系列化的衍生零件。也可以創(chuàng)建裝配族表。整個族表可使用Microsoft Excel電子表格來管理并方便地修改參數(shù)。

3.2 UDF

用戶自定義特征是把產(chǎn)品設計中常用的一些特征組合成為一個群組特征，對放置參考、可變化的尺寸特征進行定義并加以標注命名后保存起來，在設計需要時調(diào)出來使用生成設計衍生件的特征參數(shù)化建立方法。

UDF的使用流程主要有以下步驟：規(guī)劃并創(chuàng)建參照模型，建立UDF，放置UDF[3]。

在建立UDF時，應保證UDF組外的特征和尺寸盡可能少，并在參照模型內(nèi)盡可能建立特征和尺寸之間的關系。同過對UDF時的定義進行清楚的標注使UDF庫的創(chuàng)建者和使用者根據(jù)定義能順利地建立新特征并生成設計衍生件。

3.3 程序（Pro/Program）

程序（Pro/Program）是Pro/E軟件中的一個可程序化模塊，它將模型的整個創(chuàng)建過程記錄下來，包括特征類型及建立過程、尺寸參數(shù)設置、關系等創(chuàng)建特征所需要的所有信息，以類似于BASIC語言的簡單程序來表示。程序經(jīng)過適當修改后運行，Pro/E軟件可以通過提問的方式完成手動的刪除、特征顯示和隱含、特征和尺寸的修改、暫停再生過程和附加特征等。設計人員可以根據(jù)產(chǎn)品研發(fā)需要編輯修改模型的Program以實現(xiàn)模型的建立和修改，可以方便地生成一族外型類似的模型及特征，這將大大加快建模速度，提高設計效率。

使用Pro/Program的步驟：對零件進行分析，提取零件的關鍵參數(shù)，然后設置參數(shù)變量，以便后續(xù)建模，并根據(jù)需要確定驅(qū)動參數(shù)；創(chuàng)建零件模型；編制程序；運行程序[4]。

3.4 Pro/Toolkit

Pro/Toolkit是針對Pro/E軟件功能強大的二次開發(fā)和參數(shù)化設計工具，它裝了許多針對Pro/E軟件底層資源調(diào)用的庫函數(shù)與頭文件，能夠使外部應用程序安全有效地訪問Pro/E軟件的數(shù)據(jù)庫和應用程序。由于Pro/E軟件提供了大量的庫函數(shù)和定制標準Pro/ENGINEER用戶界面的能力，使用和操作方便簡單，使其在二次開發(fā)及參數(shù)化應用領域有著較為廣泛的應用基礎和良好的應用前景。

使用Pro/Toolkit開發(fā)應用程序進行參數(shù)化設計包含以下步驟：編寫源文件（包括資源文件和程序源文件）、編制Pro/Toolkit應用程序、編譯生成可執(zhí)行文件以及在Pro/E軟件中的注冊和運行可執(zhí)行文件[5]。

4 基于Pro/E軟件的參數(shù)化設計實例

族表、UDF、程序（Pro/Program）是可在交互模式下操作，可用于重復性高、外形特征類似的或結構和特征之間關系較復雜的零部件的參數(shù)化設計，對于復雜件很難再生成功。Pro/Toolkit可結合上述方法，利用Pro/Toolkit提供的菜單和可視化界面的定制技術，設計出方便實用的人機交互界面，通過設計參數(shù)來控制三維模型，實現(xiàn)產(chǎn)品設計參數(shù)化。

以19”機箱為例，介紹基于Pro/Toolkit的Pro/E軟件的參數(shù)化設計的實現(xiàn)過程。

4.1 建立基準模型及參數(shù)

在Pro/E軟件交互模式下利用Pro/E軟件自頂向下設計工具中的布局和骨架模型建立機箱模型。在布局中定義機箱的參數(shù)和尺寸，根據(jù)文獻[6]建立參數(shù)和尺寸相互之間的關系，并根據(jù)設計需要將機箱U數(shù)、機箱深度、把手間距和面板厚度作為變量參數(shù)輸入。

4.2 創(chuàng)建菜單

在主程序中使用Pro/Toolkit里的ProMenubarMenuAdd（）函數(shù)在Pro/E軟件菜單欄里增加“機箱參數(shù)化設計系統(tǒng)”的菜單條。使用ProMenubarmenuPushbuttonAd（）函數(shù)在“機箱參數(shù)化設計系統(tǒng)”菜單條下添加“鈑金機箱設計”、“鋁板拼接機箱設計”、“鋁板焊接機箱設計”、“非金屬機箱設計”、“非標機箱設計”及“幫助”等菜單按鈕，同時對應建立與之對應的“message. Txt”文件。使用ProCmdActionAdd（）函數(shù)設計各菜單按鈕的動作函數(shù)，實現(xiàn)通過單擊按鈕打開對應對話框的功能。通過Pro/Toolkit創(chuàng)建的菜單結構如圖1所示。

4.3 可視化界面設計

在VC++開發(fā)環(huán)境下建立MFC App Wizard（dll）工程，通過VC++開發(fā)環(huán)境提供的可視化界面設計對界面進行布局、修改和調(diào)試?？梢暬缑娴脑O計涉及兩個方面：一是按界面的布局編寫資源文件；二是針對UI對話框的功能編寫相應的控制程序[7]。

4.4 主程序設計

在工程文件中加入并編寫開始函數(shù)use_initialize（）和結束函數(shù)use_terminate（）。利用ProParameterValueGet（）函數(shù)遍歷獲得機箱的參數(shù)值，然后利用ProParameter Valueset（）函數(shù)對變量參數(shù)設置成輸入的參數(shù)值。建立參數(shù)與可視化界面之間的傳遞和界面中對話框按鈕的動作函數(shù)。利用ProSolidRegenerate（）函數(shù)進行模型再生。

4.5 編譯連接

通過設置好包含頭文件的路徑和連接所需庫文件的路徑完成編譯環(huán)境設置后，用VC++6.0進行編譯連接生成動態(tài)鏈接庫文件。

4.6 注冊和運行程序

編譯連接成功后，制作一個（*.Dat）的注冊文件，采取手動注冊的方式進行Pro/Toolkit應用程序的注冊。完成注冊后就可以選取啟動命令選項運行應用程序。如圖2所示，程序運行顯示參數(shù)輸入對話框， Pro/E軟件根據(jù)輸入的參數(shù)生成所需的模型。

5 結語

該文介紹了Pro/E軟件的參數(shù)化技術特點及常用參數(shù)化設計方法，給出了部分設計方法的基本步驟，并通過機箱設計的實例來對Pro/E軟件參數(shù)化設計的基本步驟作進一步的說明。設計實例說明Pro/E軟件在參數(shù)化設計方面具有廣泛的應用前景，通過Pro/E軟件進行參數(shù)化設計可大大提高產(chǎn)品的設計效率。

參考文獻

[1] 孟祥旭.參數(shù)化設計模型的研究與實現(xiàn)[D].北京：中科院計算機技術研究所，1998.

[2] 文熙.Pro/ENGINEER野火版4.0實例寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[3] 吳禮征.基于Pro/E的零件庫建庫工具的研究與開發(fā)[D].武漢：華中科技大學，2005.

[4] 林清安.PRO/ENGINEER零件設計：高級篇（上）[M].北京：清華大學出版社，2003.

[5] 李世國.Pro/TOOLKIT程序設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

篇6

關鍵詞：機械自動化；運行參數(shù)；測試

前言

通常情況下，工廠中正在運行的自動化機械所涉及的運行參數(shù)普遍種類繁多，它們就像人體的大腦一樣控制指揮機器的運轉(zhuǎn)。機械自動化所涉及到的參數(shù)的種類有：溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等。這些自動化運行參數(shù)都是在技術允許的范疇之類，反映著機械是否處于正常運行狀態(tài)。而工廠中的技術人員通過對自動化機械的測試來觀察其運行狀態(tài)是否正常來判定自動化機械運行是否達標。另外，在某些特殊情況下需要對機械進行或冷卻時，也需要對其相關運行參數(shù)進行測試。因此機械自動化運行參數(shù)的測試分析非常重要。那么采用什么方法進行機械自動化運行參數(shù)的測試分析最為有效便利？在下文中我們便在對某大型機器進行了自動化運行參數(shù)之后，進行方案的討論。

1 機械自動化運行參數(shù)的種類及其方案方法設計

1.1 機械自動化對我國及機械領域的重要意義

自動化，是指機器或裝置在無人干預的情況下按預定的程序或指令自動進行操作或控制的過程，而機械自動化就是機器或者裝置通過機械方式來實現(xiàn)自動化控制的過程。運行參數(shù)則在機械自動化運行中作控制中樞的作用，這些運行參數(shù)通過具體數(shù)據(jù)控制著機械的自動化運行使得機械不再必須依靠人為操作控制，節(jié)省了大量的人力，運行狀態(tài)也變得靈活可控，更重要的是減少了因人為失誤操作而引起的眾多事故。而機械自動化在運行時涉及很多不同方面的參數(shù)，如周圍及自身機器的溫度、零件的轉(zhuǎn)速、工作的功率等等，這些數(shù)據(jù)真實地反映著機器自身的運行情況，這些自動化運行參數(shù)都是在技術允許的范疇之類，反映著機械是否處于正常運行狀態(tài)。而工廠中的技術人員通過對自動化機械的測試來觀察其運行狀態(tài)是否正常來判定自動化機械運行是否達標。因此，工廠的技術人員需要定時對機械的各種運行參數(shù)進行測試以了解觀察機械的運轉(zhuǎn)情況是否正常，也為日后對機械自動化的改造提供重要的參考依據(jù)。而我國目前正處于發(fā)展的中間期，機械自動化領域急需一些具有革命意義的改便來提升機械自動化領域的整體實力。

1.2 機械自動化領域在中國

我國機械自動化相對于一些發(fā)達國家來說，在很多技術方面都有多差距，面對著起步晚、技術壟斷、基礎設施不完備等一些問題。這些問題嚴重限制了我們國家在面對機械自動化領域的熱潮中的發(fā)展，我國在引進國外先進的自動化機器時首先需要考慮的是我國的基本國情以及在未來發(fā)展過程中在機械制造方面的制約。在自動化方面，我國算是一個新手，沒有核心技術的支撐，很多方面要依賴于發(fā)達國家的技術科技，所以在自動化的應用中需要格外的謹慎，避免出現(xiàn)受制于人而無法開工最后導致工廠的利益受到虧損。而在一些隱秘性較高的機械制造業(yè)中，這一點非常重要，因此掌握核心技術非常重要，而在機械自動化機械的運轉(zhuǎn)當中，機械自動化運行參數(shù)是機器運轉(zhuǎn)的重要指標，為此我們機械自動化工廠對于機械自動化在我國的測試和分析非常重要。對機械自動化運行參數(shù)的測試分析中，方案的設計和方法的選取是重中之重，在長期的工作當中，我們的工作人員根據(jù)經(jīng)驗，經(jīng)過認真學習，已經(jīng)歸納總結出了一套適用于我國機械自動化領域工作線中的方法，這個方法叫：多頻通道測試法。這種測試方法不僅方便操作，而且節(jié)省了大量的資源，同時它的測試范疇大大增加。這種機械自動化參數(shù)的測試分析方法對于機械制造有著很大的幫助，這正是我國自動化領域中所急需的。

2 該種機械自動化運行參數(shù)測試方的法優(yōu)點

2.1 測試便捷和節(jié)省資源

在機械自動化運行參數(shù)的測量中，使用并行、多通道測試方法，是一種相對較為可行的測試方法，具有其他測試方法所不具備的優(yōu)點。利用并行、多通道的測試方法主要體現(xiàn)在兩點：不用經(jīng)過任何數(shù)據(jù)處理過程便可簡單便捷地把測試數(shù)據(jù)集中顯示于一個范圍內(nèi)，使得對數(shù)據(jù)之間的分析與比較工作簡易便捷；另外，在這種鋇（試下，數(shù)據(jù)采樣往往通過中斷電源的方式，大大減少了對資源的占用?？偟膩碚f，在機械自動化的運行參數(shù)測試過程中，設計合理的測試方法對于測試結果的準確性具有決定性的意義，而且可以為我們?nèi)粘９ぷ髦惺∪ブT多麻煩，為以后的機械自動化領域積累豐富的數(shù)據(jù)資源，中國機械自動化領域的再發(fā)展指日可待。

2.2 現(xiàn)代機械自動化在中國

我國在自動化領域里相對于發(fā)達國家起步較晚，仍有很多技術不成熟。在不斷地學習改進中，我國的機械制造業(yè)中也較為廣泛地引進了機械自動化，然而我國目前制約于技術方面，并未達到全盤或者高度使用自動化的時候。我國作為一個發(fā)展中國家，需要考慮一切生產(chǎn)藝術問題時的前提條件是必須使用、能夠消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)戶。而在我國已有的機械自動化制造領域，對于機械自動化參數(shù)的測試方法已經(jīng)有所建樹。工廠中通常采用的是多通道頻率測試法，這種方法不僅適用于機器穩(wěn)定時對它的大范圍實施監(jiān)測，而且極大地提高了參數(shù)測試的應用范圍?？傊?，合理、科學的測試方案對大型機械自動化的運行參數(shù)有著重要的決定性意義。

結束語

總而言之，在機械自動化的大趨勢下，發(fā)展一些低成本的自動化技術具有潛力大、前景廣闊、見效快等優(yōu)越性。在機械制造過程中提高自動化程度，可以取到事半功倍的效果。在機械自動化的引進使用過程中要考慮到我國的基本國情，不能全盤接收，要有選擇性地吸收利用。對于現(xiàn)有采用了機械自動化制造的工廠，機械自動化參數(shù)的測試分析非常重要，其是自動化機械正常工作的重要保障而且σ院蠡械自動化領域中的改革有著必不可少的幫助。通常我們工廠中所采用的方法是多頻通道測試法，利用頻率信號采集組成一個具有并行、多通道的信號測試系統(tǒng)，然后工作人員對所測得的數(shù)據(jù)進行分析歸納，以得出自動化機械是否正常運行。這種方法的實施為提高機械自動化運行效率和質(zhì)量做出了很大的貢獻。中國機械自動化領域的再發(fā)展指日可待。

參考文獻

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1 參數(shù)化設計研究

掘進機截割頭截齒參數(shù)參數(shù)化設計分三個步驟，首先，根據(jù)截齒切割原理及不同截割頭外形確定每個截齒的空間姿態(tài)，即計算出截齒軸向距離、切割半徑、圓周角、倒角及轉(zhuǎn)角五個參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)通過自編程序軟件利用三維實體軟件進行自動虛擬裝配，為截割頭實體仿真提供建模模型，最后通過自編程序軟件生成二維平面圖紙，供車間加工生產(chǎn)使用。

縱軸式掘進機截割頭截齒數(shù)據(jù)參數(shù)化設計。

根據(jù)截割頭外形尺寸和截齒外形尺寸，通過編程，設計截割頭截齒參數(shù)計算程序（程序界面見圖1），該程序能夠根據(jù)輸入的相關外形尺寸自動計算截齒的空間參數(shù)，同時計算截齒齒尖包絡線，并且自動計算內(nèi)噴霧水孔位置坐標。生成的相關參數(shù)自動保存，供截齒自動化虛擬裝配使用。

縱軸式掘進機截割頭截齒自動化虛擬裝配。

由于截齒虛擬裝配過程復雜，所以開發(fā)了截齒安裝程序（程序界面見圖2），截齒虛擬裝配為了進一步檢驗截齒參數(shù)的合理性，同時為截割頭實體仿真提供建模模型，通過虛擬裝配，設計人員可以直觀了解每個截齒的空間姿態(tài)，自動化虛擬裝配完全省去設計人員手工定位截齒的過程，降低工作強度。

縱軸式掘進機截割頭圖紙自動化生成。

截割頭截齒自動化虛擬裝配后，就可以利用截割頭參數(shù)設計軟件自動生成二維圖紙如圖3所示，供車間加工生產(chǎn)使用。至此，縱軸式掘進機截割頭參數(shù)化設計全部完成。

2 結語

通過對縱軸式掘進機截割頭參數(shù)化設計研究，開發(fā)了這套設計軟件，該軟件還能夠自動確定內(nèi)噴霧水孔位置參數(shù)和導煤葉片的參數(shù)，使截割頭設計工作效率得到了很大提升，縮短產(chǎn)品設計開發(fā)周期。

參考文獻

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關鍵詞：可持續(xù)策略 參數(shù)化 建筑設計

Abstract: the author of the a point, any architectural design, nature is the architect on the building with the purpose of understanding. But the parametric design is from Cognition Intermediary -- architectural design tool angle definition. This study focuses on sustainable strategy under parametric design.

Key words: sustainable strategy, parameterization, architectural design

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A文章編碼：

1.可持續(xù)策略下參數(shù)化建筑設計的本質(zhì)

從對建筑認識的角度來看，參數(shù)化設計可以認識任何問題，也就相當于沒有認識問題；可以是任何建筑設計，也就不是某種確定的建筑設計。再回到工具的角度，參數(shù)化設計的特殊性，就在于使用參數(shù)化工具，能夠表現(xiàn)一般工具所不能表現(xiàn)的建筑構配件形狀及其空間位置關系。然而歸根結底，參數(shù)化設計不回答本質(zhì)——建筑認識的問題。

而可持續(xù)建筑設計可以直接從本質(zhì)上定義。從本質(zhì)上講，可持續(xù)設計就是建筑師對與建筑相關問題有目的的認識，尤其是對建筑中與可持續(xù)相關問題有目的的認識；前者將可持續(xù)設計與非建筑設計區(qū)分開來，后者將可持續(xù)設計與其它非可持續(xù)設計的建筑設計區(qū)分開來。

可持續(xù)設計與參數(shù)化設計，是建筑設計按不同標準分類的產(chǎn)物，類似“大學生”與“四川人”，兩個概念劃分標準不一樣，因而沒有可比性。但是兩者確實又有相同或相異的地方，并統(tǒng)一在一類建筑設計中。

2.可持續(xù)策略下參數(shù)化建筑設計的意義

2.1對于參數(shù)化建筑設計

參數(shù)化建筑設計是從工具角度定義的，它本身并不能回答任何“認識”的問題，就像一具沒有靈魂的軀殼在漫無目的地游蕩。而可持續(xù)策略下的參數(shù)化建筑設計，賦予了參數(shù)化設計以可持續(xù)的內(nèi)容，使參數(shù)化設計具有了嶄新的靈魂，從而構成一個完整而鮮活的認識。

參數(shù)化建筑設計，由于其工具的先進性，目前被廣泛用來設計新穎的建筑表皮、建筑形態(tài)和建筑空間。誠然，形式和空間是建筑師永恒的追求，如果使用參數(shù)化工具，能夠有助于建筑師設計新的形式和空間，這本身也就是參數(shù)化工具的一大功勞。但同時還應該看到，參數(shù)化工具的潛力還遠遠沒有被發(fā)掘，特別是其對部分非線性問題的解決，與可持續(xù)問題中的通風、采光等，完全可能發(fā)生聯(lián)系；如果是這樣，將極大的提高建筑師解決這些問題的效率。此外，由參數(shù)化設計帶來的建筑師對線性思維和非線性思維的認識，對于發(fā)現(xiàn)和分析像通風、采光等自然界非線性問題，無疑也將有極大幫助。

即使是為了創(chuàng)造新的形式和空間，用可持續(xù)策略去指導，也能使參數(shù)化設計獲得更多的設計源泉。目前，用參數(shù)化工具單純?yōu)榱诵问蕉鴦?chuàng)造形式，確實可以有相當龐大的“數(shù)量”；但是這些形式能用在建筑中的，具有一定“質(zhì)量”的，卻并不多。所以，參數(shù)化建筑師目前面臨的一個尷尬就是，他們能用參數(shù)化工具和手段設計出大量形式豐富、獨特、新穎的工藝品，卻很難將這些形式“套”到建筑中。那么換個角度，如果參數(shù)化建筑師跳出這個為了形式而形式的慣性思維，轉(zhuǎn)而向可持續(xù)策略尋求創(chuàng)新點，或許能產(chǎn)生出新的有“質(zhì)”有“量”的形式。事實上，像國內(nèi)建筑師王振飛，僅僅是用參數(shù)化工具和手段設計于家堡工程指揮部

大樓的立面，由于考慮了采光這一因素，也創(chuàng)造出了非常新穎和獨特，同時又極具內(nèi)容的表皮。

2.2對于可持續(xù)建筑設計

可持續(xù)建筑設計，無疑是極具理性的建筑設計，在作為技術和藝術結合的建筑設計中，它偏技術的成分非常明顯。極端的看，可持續(xù)建筑是離“居住的機器”最近的建筑。也因為這一點，可持續(xù)建筑在建筑美學上，極易遭人詬病。比如劍橋大學馬丁中心可持續(xù)建筑專業(yè)博士郝林，在《世界建筑》2004 年08 期和 09 期的英國可持續(xù)建筑專輯篇首語中指出，“整體上講，除了個別的案例外，現(xiàn)今可持續(xù)營造的美學狀態(tài)是相當令人失望的。宣稱是綠色營造的案子，往往會呈現(xiàn)出兩個完全不同的狀態(tài)：第一種是‘看上去很綠’，雖然充滿了綠色建筑的語匯，卻可能與本質(zhì)毫無關聯(lián)；第二種是把可持續(xù)營造僅僅當作技術層面上的問題處理，而忽略了技術內(nèi)涵在建筑性上的表現(xiàn)?！?/p>

3.可持續(xù)策略下參數(shù)化建筑設計的過程

對于一次具體的可持續(xù)策略下的參數(shù)化建筑設計，其過程大致如下；

3.1發(fā)現(xiàn)建筑中的可持續(xù)問題

建筑中的可持續(xù)問題，一般說來就是通風、采光、遮陽、采暖、降溫等問題。由于項目所在位置的氣候、緯度、場地、周邊環(huán)境等條件不同，在不同的建筑設計中，這些問題有輕重之分；即使在同一個建筑設計中，由于上述條件對建筑影響程度各異，這些問題也有主次之別。

從哲學的角度講，這些問題構成了可持續(xù)設計的矛盾體系；而進一步的講，在這一矛盾體系中，必然存在處于主導地位的主要矛盾。所以，在可持續(xù)策略下的參數(shù)化建筑設計過程中，建筑師考慮這些可持續(xù)問題，一方面要認識到所有這些問題的客觀存在，切忌主觀遺漏；另一方面，也是更重要的，是要在這些問題中找出主要矛盾。

當然，理想情況下，建筑師應該無論主次，對所有這些問題都進行全過程的認識。但實際操作中，這些問題之間往往會互相掣肘，比如在寒冷地區(qū)，通風常常會與采暖相沖突，而面面俱到容易導致解決主要問題的不徹底；同時，由于可持續(xù)問題認識的復雜性，要對全部問題都進行全過程認識，會耗費大量時間和精力，建筑師對此也需要做出權衡。然而無論如阿，先認識主要問題，之后有條件再認識其它問題，與認識所有問題也并不矛盾。

要在這眾多問題中發(fā)現(xiàn)出主要問題，建筑師可以通過現(xiàn)場踏勘、查閱氣象數(shù)據(jù)、考查當?shù)貍鹘y(tǒng)建筑，以及調(diào)研當前周邊建筑使用情況等方式獲得一手資料；在這基礎上，建筑師通過比較和判斷，可以發(fā)現(xiàn)主要問題。

3.2借助可持續(xù)策略分析問題

以分析通風為例，建筑師一方面要認識通風的自然規(guī)律。比如形成通風的根本原因是空氣的流動，而引起這一流動的外力一般可分為風壓和熱壓。除了受外部風速和風量的影響，風壓通風又與風場的形狀和大小有光，風場形狀越狹長、風場體積越小，風壓通風越猛烈；而熱壓通風又與進出風口的高差、溫差有關，進出風口高差越大，溫差越大，熱壓通風效果越顯著。

另一方面還要認識人在風環(huán)境中的活動規(guī)律。一般說來，適宜的通風可以促進人體體表水分蒸發(fā)，可以清潔空氣從而有利于人體呼吸，這些因素是人對通風的普遍需求。但是在炎熱地區(qū)和寒冷地區(qū)、潮濕地區(qū)和干燥地區(qū)，人對通風的需求又有各自的特殊性。以人在炎熱地區(qū)的風環(huán)境中活動為例，通風帶來的體表水分蒸發(fā)會吸收熱量，從而增加人體舒適度；但風速過大，又會造成體表水分大量流失，增加人體供水負荷，造成舒適度降低。再以潮濕地區(qū)為例，通風有助于清潔和干燥空氣，防止霉變；但風速過大，又可能帶來溫度降低，增加供暖負荷。在認識以上兩個規(guī)律的基礎上，分析通風剩下要做的，就是用第一個規(guī)律指導布局墻體、窗戶、樓板，以及它們圍合成的空間，使在這里面的通風盡量滿足第二個規(guī)律。

3.3借助可持續(xù)策略和參數(shù)化工具解決問題

在上一過程中，滿足第一個規(guī)律要求的墻體、窗戶、樓板等布局，絕不是一次就能成功，它需要建筑師反復修改調(diào)整，排列組合。而所謂解決問題，也就是在這些排列組合中，通過比較、判斷，找出盡量滿足第二個規(guī)律的最優(yōu)方案。

參數(shù)化工具在這一過程中的作用，事實上在分析問題的末尾，或者叫解決問題的開頭，也就是對“墻體、窗戶、樓板”進行“反復修改調(diào)整，排列組合”時，就已經(jīng)開始了。

參考文獻：

[1]萬書元，當代西方建筑美學新思維（上），貴州大學學報（藝術版），2003，（4）：66-74.

篇9

關鍵詞：Delphi+OpenGL 三角片 動態(tài)數(shù)組 參數(shù)化

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（c）-0092-04

Abstract：According to the processing characteristic and forming principle of spiral bevel gear， Gleason gear system mathematical model is established. In Delphi + OpenGL environment， using the chain table and auxiliary chain table structure， as well as the principle of triangle link to build a solid model. In the form of a dynamic array defining the data chain table， which meet the requirements of different number of teeth on the length of the data chain table， and simplify the programming， realize the parametric design.

Key Words：Delphi+OpenGL； Triangle； Dynamic array； Parametric design

螺旋錐齒輪由于具有承載能力高、傳動平穩(wěn)、噪聲低、重疊系數(shù)大等優(yōu)點被廣泛應用在航空、航海及汽車等領域，而且其需求量與日俱增[1]。但其特性c直齒圓柱齒輪、斜齒齒輪很不相同，因此螺旋錐齒輪的設計和加工是一個非常復雜的過程。之前因技術水平的限制，生產(chǎn)螺旋錐齒輪之前往往需要通過實驗不斷調(diào)整加工參數(shù)的合理性。這樣不但使生產(chǎn)周期加長，而且造成資源和成本的浪費。隨著計算機技術的發(fā)展，虛擬制造成為主流發(fā)展方向，螺旋錐齒輪的虛擬加工成為當前研究的熱點[2]。市面上的虛擬仿真軟件主要是基于某些三維造型軟件的二次開發(fā)，重用性差。該文采用Delphi+OpenGL，對螺旋錐齒輪參數(shù)化設計進行了深入研究，并實現(xiàn)了其參數(shù)化建模設計。

1 齒坯模型建立

螺旋錐齒輪根據(jù)曲線類型可以分為圓弧、準漸開線、延伸外擺線齒輪。現(xiàn)行的螺旋錐齒輪主要是格林森制弧齒錐齒輪和奧林康制弧齒錐齒輪[3]。格林森制齒輪的根錐頂點與節(jié)錐頂點重合。奧康林制齒輪是等高齒，如圖1所示。我國工業(yè)應用以格林森齒輪為主，因此該文以格林森制齒輪為研究對象。

依據(jù)成形法的加工原理，將格林森制的螺旋錐齒輪模型進行簡化，即將根錐頂點、面錐頂點和節(jié)錐頂點重合[4]。建立模型如圖2所示。

其中：QC為齒面寬；OpP為外錐距；KM為輪幅厚度；JQ為安裝孔直徑；QC為前錐內(nèi)徑的一半；OpF為節(jié)錐頂點到輪冠的距離；OpH為節(jié)錐頂點到前輪冠的距離；OpC為節(jié)錐頂點到齒輪底的距離；ag為根錐與軸線的夾角；aj為節(jié)錐與軸線的夾角；am為面錐與軸線的夾角。各結構關系式如下：

2 齒坯參數(shù)化設計

螺旋錐齒輪齒坯建模采用三角片鏈接的原理建立數(shù)據(jù)模型，該方法建立的數(shù)據(jù)模型代碼簡潔，對計算機硬件要求不高。參照圖2坐標系，求出背錐小端圓的半徑如下式（其他錐面的求法類似，在此不再敘述）：

背錐小端圓：

其中：I 為離散點數(shù)。

采用三角片建立背錐面原理如下：將背錐面展開成扇形面，如圖3所示。以一定精度對扇形面進行網(wǎng)格劃分，使用點鏈表存儲網(wǎng)格的特征點，為提高數(shù)據(jù)搜索和存儲效率，還需構造輔助鏈表存儲每層第一個節(jié)點的地址。通過鏈接相鄰兩層的特征點構造出若干個三角片。通過動態(tài)數(shù)組與向量叉乘，完成三角片的鏈接。

（1）建立背錐面的點鏈表的數(shù)據(jù)結構。

通過指針數(shù)組找到第I 層上的起始節(jié)點的地址存到輔助鏈表中，為三角片的鏈接做準備。

（3）三角片的鏈接過程。

點鏈表和輔助鏈表建立完成后，即可進行三角片鏈接。具體過程如下：首先在1層上取點a，再在相鄰的2層上取連續(xù)的兩個點b、d，連接a、b、d即可得到一個三角片，同理再依次在1層上取相鄰的c點，連接a、c、d可得到另一個三角片。這樣依次連接三角片直到最后一個點時，背錐面上的三角片鏈接完畢如圖3所示，再通過GBSPBackFace.color給背錐面的各個面定義不同的顏色，便于區(qū)分和觀察，最終將背錐面的實體畫出來。按照上述建模過程，可依次將齒坯實體模型的其余面表示出來，圖4為三角片鏈接齒坯模型的直觀線框圖，從圖中可以很直觀地觀察到在Delphi下設定的6個環(huán)，以及離散點的三角片鏈接。

3 運動仿真

運動仿真過程中刀具做直線運動，齒坯做旋轉(zhuǎn)運動。切齒仿真是將刀具與齒坯接觸重合的部分數(shù)據(jù)鏈斷開，此算法可有效避免因采用布爾運算增加程序的復雜性，提高程序的運行速度。

切齒過程中刀具和齒坯的運動關系如下。

（1）程序開始，刀具做旋轉(zhuǎn)運動。

（2）刀具沿軸線向齒坯做直線運動，進行切削過程。

（3）切削完成后，刀具沿軸線方向退刀。

（4）毛坯旋轉(zhuǎn)至下一個齒槽的位置，等待下一切齒動作的進行。

（5）重復以上4個過程直至切齒完畢，刀具退回并停止旋轉(zhuǎn)。

由于在齒坯實體建模的過程中僅建立各表面的片體結構，切齒完成后，齒槽側壁將出現(xiàn)空洞而無法觀察齒廓。因此，在切齒過程中將齒槽數(shù)據(jù)鏈斷開的同時將側壁的數(shù)據(jù)鏈補上。為實現(xiàn)虛擬仿真的參數(shù)化，并滿足不同齒數(shù)對數(shù)據(jù)鏈表長度的需求，又不造成數(shù)據(jù)存儲空間的浪費，同時最大限度地縮短編寫程序的長度，數(shù)據(jù)鏈表的定義采用動態(tài)數(shù)組的形式定義，具體方式如下。

GBSPLoopList： TGBSPLoopList；

GB ：array of TGBSPFace；/**齒廓表面各點數(shù)據(jù)鏈表**/

BC： array of TGBSPFace；/**齒廓側面各點數(shù)據(jù)鏈表**/

BJ： array of TGBSPFace；/**齒槽側面各點數(shù)據(jù)鏈表**/

根據(jù)實際齒數(shù)，在操作界面“大輪”按鈕的程序定義下，定義各數(shù)據(jù)鏈表的長度如下。

SetLength（GB，GearNum*8）；/**齒廓表面各點數(shù)據(jù)鏈表長度**/

SetLength（BC，GearNum*4）；/**齒廓側面各點數(shù)據(jù)鏈表長度**/

SetLength（BJ，GearNum*4）；/**齒槽側面各點數(shù)據(jù)鏈表L度**/

其中GearNum為實際齒數(shù)。

仿真結果如圖5所示。

4 結語

依據(jù)螺旋錐齒輪的加工特點和成形法原理，建立了齒坯參數(shù)化模型。采用鏈表和輔助鏈表等數(shù)據(jù)結構，以及三角片鏈接原理，對螺旋錐齒輪進行實體模型的構建。采用動態(tài)數(shù)組的形式定義數(shù)據(jù)鏈表，實現(xiàn)螺旋錐齒輪的參數(shù)化設計，不僅滿足了不同齒數(shù)對數(shù)據(jù)鏈表長度的需求，又不造成數(shù)據(jù)存儲空間的浪費，同時最大限度地縮短了編寫程序的長度。

參考文獻

[1] 劉曉軍，聶少武，劉明輝.螺旋錐齒輪批量加工通配方法的研究[J].機械制造，2012（12）：34-37.

[2] 張佳歡.螺旋錐齒輪的數(shù)字化加工[D].上海：上海師范大學，2013.

篇10

關鍵詞：參數(shù)化設計；汽車造型設計；設計方法；思維創(chuàng)新

1 汽車造型設計師的瓶頸

汽車造型是汽車產(chǎn)品非常重要的一個因素，它與傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品設計的側重點的不同之處在于，其藝術審美需求與功能需求同等重要，甚至于有過之而無不及。它即代表了汽車工業(yè)工藝技術的發(fā)達，又代表了一個時代的審美特征，汽車的造型在形制上也經(jīng)歷了許多改進和進化，充分反映了科技與人們審美喜好的潮流趨勢。

這樣具有美學意義的工業(yè)產(chǎn)品，設計師在進行創(chuàng)作的時候往往需要絞盡腦汁挖空心思尋求靈感和突破。然而靈感本身是可遇而不可求的，抓住靈感尋求突破是一件困難的事情。設計師在長時間的探索挖掘造型語言的過程中往往會遇到瓶頸，手足無措。

靈感可以是任何事物，只要是設計師覺得美觀與合乎基本的設計規(guī)律即可，然而在靈感的獲取方法和啟發(fā)性上一直以來存在著匱乏。傳統(tǒng)的手繪草圖雖然能夠為設計師帶來大量的造型參考信息，但是無論從時間上還是數(shù)量上仍然存在著不足，可選擇性小，在短暫的時間內(nèi)很難得到真正滿意的設計方案。

2 傳統(tǒng)設計方法和思維的局限性

設計方案的構思往往是一個從整體到局部的過程，其中分了若干階段。很少有人在方案設計之初就確定到底應該怎么走下去，這樣的不確定性使我們在方案的進一步深化上出現(xiàn)了一種不可逆的狀態(tài)，一旦上一步設計定奪，進入下一階段設計，那么大部分后續(xù)的設計創(chuàng)作都將針對上一步的成果來決斷。這樣的思維模式所帶來的就是，如果設計本身在設計之初出現(xiàn)了之前始料未及的問題，返回上一級進行修改就會帶來很大很繁瑣的工作量，而接下來的設計很可能和之前的設計從根本上會有區(qū)別。

在實際的設計創(chuàng)作過程中，設計師運用簡單的繪圖工具在紙質(zhì)媒介上進行造型的推敲，其中主要的創(chuàng)作思路都是感性的、無序而混沌的，也包括了設計師本身對靈感的把握和理解上的差異，在繪制過程中加入了很多主觀因素，比如聯(lián)想、比擬等的主觀思維，在這個層面需要占用大量的時間進行思考和想象，再加上本身繪制過程所占用的時間，很難真正在短時間內(nèi)生成大量的概念方案供評估選擇，因此在方案的可選擇性上有很大的局限性。

3 參數(shù)化設計在設計方法和思維上的優(yōu)勢

首先，參數(shù)化設計最重要的一個優(yōu)勢在于它依托邏輯規(guī)則構建模型方案，在可控的范圍內(nèi)能夠快速生成大量備選方案。傳統(tǒng)的方案設計推敲過程在相同的時間內(nèi)所能積累的預選方案十分有限，原因在于傳統(tǒng)的設計方法人為手工操作的成分占主要方面，效率上絕對不及數(shù)字化的操作方式，僅僅靠修改參數(shù)和邏輯關系的方式即可在單位時間內(nèi)生成的設計方案在傳統(tǒng)手工式的設計操作看來是不可及的。一旦規(guī)則生效，便可以在短時間內(nèi)生成許多相似而多樣的比較方案，此模式不僅提高了速度，而且提供了多種可能性，開拓了設計思路。

其次，參數(shù)化設計在設計流程上具有逆向可調(diào)節(jié)性。傳統(tǒng)的設計流程中，各個設計階段是線性發(fā)生的，前一設計階段一旦定案，如若后期設計不盡如人意，想重來難度很大。參數(shù)化設計流程上在各個階段都建立了參數(shù)規(guī)則，規(guī)則和規(guī)則間有著相互驅(qū)動的連帶關系，如果設計方案在后一階段被否定，只需修改之前設計階段的參數(shù)和參數(shù)關系，那么隨著規(guī)則驅(qū)動，后一階段的設計方案立刻得到全新的反饋，隨后生成全新的一系列設計結果。

再次，參數(shù)化設計終歸是建立在數(shù)字化的平臺技術之上，所以從方案設計前期到實體化整個流程都可以實現(xiàn)數(shù)字化銜接，其中軟件之間接口的互通可以方便的將數(shù)據(jù)生成圖紙，然后進行數(shù)字加工成型。

參數(shù)化設計體現(xiàn)了信息時代的快速、多變、復雜的特征，它適應這個時代的需求和技術特征。

4 參數(shù)化設計在造型上的革新

參數(shù)化設計本身在造型層面追求的是迭代、遞歸、分形等生成性造型語言，這主要是因為其參數(shù)化在本質(zhì)上是數(shù)字邏輯，數(shù)字的生成過程映射到邏輯里便成為3D模型的生成過程。

在參數(shù)化設計過程中，規(guī)則制定的基本方法就是找出某些影響輸出結果的各類因素，找到其中的約束條件并將其轉(zhuǎn)換成參數(shù)，然后借助算法鏈接參數(shù)，使得參數(shù)與參數(shù)之間有著緊密的邏輯關系，例如在曲面找形的過程中應用幾何算法鏈接點、線、面參數(shù)和其他各個向量參數(shù)以及變形算法（如移動、縮放、旋轉(zhuǎn)等）制定的幾何規(guī)則。

目前參數(shù)化設計在建筑設計領域的蓬勃發(fā)展引發(fā)了一場被稱之為參數(shù)化主義的設計思潮。它基于參數(shù)化設計范式，避免相似的原型，避免明確定義的封閉的物體，避免便捷明確的領域，避免重復、避免直線、避免轉(zhuǎn)角。提倡因素之間的聯(lián)系、雜合化、變異、解除疆域、變形、迭代、用Nurbs曲面、生成性、編程、建立規(guī)則而不是手工建模等等，這些參數(shù)化因素在建筑設計中的應用主要還是在于賦形，即賦予建筑以參數(shù)化形態(tài)。

從賦形的角度上講，建筑設計與汽車造型設計之間有著一系列相似和有趣的聯(lián)系。仔細分析產(chǎn)品設計和建筑設計的密切聯(lián)系、汽車造型設計風格和建筑設計風格的演變的內(nèi)在聯(lián)系可以讓我們得到非同尋常的啟示。

5 理性與感性的跨界

參數(shù)化設計在實際過程中是理性與感性相互協(xié)調(diào)的，以感性為源，以理性為思，在設計過程中以理性嚴謹?shù)墓ぷ鞣椒ê凸ぷ魉季S進行具體設計，使得設計有章可循?；趲缀我?guī)則的形態(tài)通過參數(shù)關系的建立是客觀生成的，因為其形式輸出取決于運算法則的制定和輸入的參數(shù)，而非個人審美等主觀偏好。但它又不排斥主觀能動性，因為參數(shù)規(guī)則的制定以及從生成的結果中選擇仍然需要主觀感性層面的參與。這樣整個設計過程因為主觀層面與客觀層面的集合而得到了優(yōu)化。

6 結束語

參數(shù)化設計的優(yōu)勢性集中對應了目前汽車造型設計所遇到的瓶頸，應用參數(shù)化設計方法進行汽車造型設計，其最重要的意義就在于提高效率、節(jié)約成本上。參數(shù)化設計本質(zhì)上將人腦的思考和構思途徑放進了計算機中，來幫助設計師進行方案的生成，而靈感也在生成的過程中隨機產(chǎn)生，其重復可調(diào)節(jié)性很好，給設計師在評審方案時提供了很大的選擇性。而造型上可能也會不同以往，可能會朝著秩序感和韻律感的參數(shù)化造型語言上突破汽車造型現(xiàn)有的局面。

參考文獻：

[1] 高巖.參數(shù)化設計――更高效的設計技術和技法[J].世界建筑，2008，215（5）：2833.