【摘 要】本文利用Pro/ENGINEER 2001的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥CAD軟件，該軟件可以完成藥柱自動(dòng)建模、仿真藥柱燃燒過(guò)程、實(shí)時(shí)計(jì)算燃面面積和燃燒過(guò)程中藥柱的質(zhì)量特性，最后完成內(nèi)彈道計(jì)算并給出內(nèi)彈道曲線，該軟件的使用大大縮短了裝藥的設(shè)計(jì)周期，并且圖形化的實(shí)時(shí)仿真為設(shè)計(jì)人員判斷設(shè)計(jì)的合理性提供了最為直接的判據(jù)。
【關(guān)鍵詞】 Pro/ENGINEER 2001 二次開(kāi)發(fā) 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 裝藥
1 前言
固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱燃燒過(guò)程中燃面面積的精確計(jì)算在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中一直占有重要地位，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此也提出了很多計(jì)算方法，像通用坐標(biāo)法、有限元素法和邊界坐標(biāo)法等，但這些方法基本都是數(shù)值法，其輸入復(fù)雜，無(wú)法顯示燃燒過(guò)程中燃面的精確變化，計(jì)算精度不高且容易產(chǎn)生燃面波動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展，尤其是通用CAD軟件的發(fā)展，為解決這一問(wèn)題提供了許多基于圖形處理的新方法。
Pro/ENGINEER是美國(guó)PTC公司推出的新一代CAD/CAE/CAM軟件，它具有基于特征、全參數(shù)、全相關(guān)、單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特點(diǎn)。自推出以來(lái)，由于其強(qiáng)大的功能，很快得到業(yè)內(nèi)人士的普遍歡迎，并迅速成為當(dāng)今世界最流行的CAD軟件之一。除了上述優(yōu)點(diǎn)外，Pro/ENGINEER提供了完整的二次開(kāi)發(fā)接口，使得用戶可以基于Pro/ENGINEER平臺(tái)開(kāi)發(fā)定制適合各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用軟件。本文正是基于此開(kāi)發(fā)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥CAD軟件。軟件開(kāi)發(fā)中利用Pro/ENGINEER 2001提供的二次開(kāi)發(fā)包Pro/Toolkit和Vc++6.0為工具，充分利用了Pro/ENGINEER強(qiáng)大的三維建模功能和參數(shù)化的特點(diǎn)。
2 軟件設(shè)計(jì)原理及功能簡(jiǎn)介
2.1 菜單設(shè)計(jì)
由于軟件的功能全部是在零件圖模式下完成的，因此軟件采用模式菜單如圖1、2所示。
2.2 自動(dòng)建模
軟件之所以要提供自動(dòng)建模模塊，一方面是為了提高藥柱的建模速度，另一方面是因?yàn)檐浖獙?shí)現(xiàn)推移燃面的功能，因此對(duì)作圖方法有一些限制，利用自動(dòng)建模程序就可完全滿足推移燃面的需要。
Pro/Toolkit提供了三種程序建模的方法：特征描述、簇表、UDF，文獻(xiàn)1對(duì)這三種方法做了詳細(xì)介紹，該軟件采用相對(duì)比較簡(jiǎn)單的UDF方法，翼柱形藥柱一般由外輪廓、內(nèi)孔、翼、槽構(gòu)成。外輪廓采用添加材料的旋轉(zhuǎn)特征構(gòu)成，內(nèi)孔為孔特征，翼為掃描特征，槽為剪切材料的旋轉(zhuǎn)特征。預(yù)先構(gòu)建這些特征并定義好參考基準(zhǔn)、可變尺寸以及可變尺寸的記號(hào)（Symbol），然后將這些信息存為一個(gè)后綴為gph的文件。通過(guò)程序調(diào)用這些文件并給可變尺寸及參考基準(zhǔn)重新賦值即可自動(dòng)產(chǎn)生藥柱模型。圖3為一種類(lèi)型翼的自動(dòng)建模窗口，圖4為利用自動(dòng)建模程序建立的最終藥柱模型。
