[发明专利]一种火炮零部件模板化设计方法

说明书

技术领域：

本发明涉及火炮武器系统设计技术领域，更具体的说，本发明涉及一种火炮武器系统零部件模板化设计方法。

背景技术：

火炮武器系统研发是一项复杂的系统工程，火炮武器系统设计具有设计工作量大、人工反复多、跨部门环节多、设计分析周期长的特点，目前多数火炮武器系统设计采用非参数化的人工经验方式，设计方法主要依靠CAD+CAE技术，用通用的CAD软件建模，再通过各种方式转化为下游CAE所能接受的模型和文件格式，建模和模型转化均需要由设计人员做大量的工作。

由于传统CAD系统均是通用的几何建模方式，即使参数化模型，在继承方面也存在较大的问题，导致几何模型，在后继的分析计算等需求中，难以反复迭代更新，甚至要重新建模才可以使用，下次迭代均需要重复同样的工作。因此从实际的设计需求出发，应该建立基于模板化的方法快速建立总体设计模型，设计者在模板支持下只需调整必要的设计参数即可建立模型及对模型进行快速修改。

经过多年的技术发展，火炮武器系统总体拓扑结构与布局趋于稳定，不同火炮武器系统的各种典型零部件结构具有一定的通用性，其设计方法和过程有一定的规律可循。尤其是在数字化设计与仿真手段的支持下，可以使其设计手段实现规范化、流程化、知识化，提高设计水平和效率。

在国内外现有技术可以查到南京理工大学谢义林在其硕士论文“基于相似原理炮口制退器CAD研究”中，提出以炮口制退器腔室结构为特征进行参数化设计，对炮口制退器的特征进行了分类并进一步探讨了炮口制退器形状特征库的建立。依托商业化软件I-DEAS二次开发建立用户程序与I-DEAS间的接口文件。此项研究的仅为火炮武器系统的一种特定的零部件，不具有通用性，无法建立腔室结构零件库。因此，该方法尚不能应用到火炮武器系统其它零部件设计且工程实际参考作用有限。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是通过研究火炮武器系统零部件典型特征、参数化建模与参数化提取、三维结构设计与多学科仿真分析交互迭代、火炮武器系统相关设计知识流程化与封装，对火炮武器系统中各个零部件的典型特征、相关知识和设计仿真流程进行模板的定制、固化，实现火炮武器系统零部件的模板化设计，为火炮武器系统各种关重件、零部件的高效设计提供一种方法。

本发明已实现身管、炮尾、炮闩等火炮关重件模板化设计方法，根据火炮武器系统零部件的设计知识和要求建立一组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数，实现对设计参数的查询、修改，进而根据新的参数值更新该零部件的三维模型，从而实现火炮关重件设计参数的提取与封装。并通过仿真分析模板固化了载荷工况的确定与施加、网格的划分、结果的分析与评价、报告的书写等仿真分析流程及仿真经验将知识融入到设计过程中并指导设计工作。

本发明应用程序已在32位Windows XP/2003/7操作系统，4*1.9G双核CPU，内存4G，硬盘120GB，标准商用计算机上经过测试运行，运行速度满足工程实效需求。

火炮零部件模板化设计方法技术，对火炮武器系统总体理论、整体拓扑结构、零部件参数关联性、匹配性和接口技术、仿真模板实现开发定制，固化成模板的方式，实现了火炮武器系统零部件设计知识与技术积累与重用，使火炮武器系统研制效率得到大幅度提升，有益效果具体表现在以下几方面：

(1)通过模板开发过程，梳理出火炮武器系统设计、仿真相关经验方法，设计人员可随时调取、检索和扩充相关知识、实现知识共享。

(2)通过各类设计、仿真模板的定制，将实现各类专业模板库的建设，包括参数化快速建模模板库、身管设计模板库、炮栓设计模板库、关键零部件建模模板库、标准件模板库等。

(3)将火炮武器系统总体设计全过程有机的整合到一个平台内；

(4)形成规范化体系和过程的自动化，提升工作效率和资源利用率；

(5)设计、仿真分析经验得到固化，最大程度实现这些经验的积累与重用，提高火炮武器系统设计水平和设计效率；

(6)经过在主流标准商用计算机上测试运行，运行速度满足工程实效需求，具备有良好的应用基础条件。

附图说明：

图1是本发明基于实体类型模板的实现原理图；

图2是本发明火炮武器系统零部件模板化设计系统工作界面示意图；

图3是本发明基于参数的实体模板制作流程图；

图4是本发明基于脚本录制的模板制作流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的详述。