基于CATIA的幾何模型庫設計

呂超　劉學杰

摘 要：設計工作中頻繁使用一些常用件、標準件、非標準件以及成品設備等幾何模型，幾何模型庫可以實現對分散存儲的常用模型進行集中索引管理，提高管理和使用效率。文章對幾何模型庫設計進行了探討，通過分析實例對幾何模型庫的建庫過程進行了說明。

關鍵詞：CATIA；幾何模型庫；參數化

引言

在使用CATIA軟件進行設計工作中，會經常用到一些常用件、標準件、非標準件以及成品設備等幾何模型，且隨著設計工作的增長而不斷積累增多，這些積累的設計數模成為了設計資源，將為以后的設計工作提供極大的便利，提高設計效率和質量。但是隨著設計數模規模的不斷擴大，僅僅在計算機上進行的簡單分類和存放管理已經不能滿足模型管理和使用的效率需求。使用CATIA可以建立幾何模型庫，實現對計算機上分散存儲的常用模型進行集中索引管理，自動實現參數化模型的實例化，提高管理和使用效率。

1 幾何模型庫設計分析

幾何模型庫對幾何模型進行集中管理。從使用角度出發，幾何模型庫管理的模型別類，可以是成品設備、電氣元件、機械零件、標準件等。從管理對象出發，管理對象都是幾何模型。因此，幾何模型庫的建立必須滿足使用和管理的需求，同時又要兼顧管理對象的基本特性。入庫的幾何模型可以分為單一幾何模型和系列化幾何模型。單一幾何模型是在庫中獨立的、與其它模型不存在一致幾何特征的幾何模型。系列化幾何模型是在庫中存在的一系列的具有相同幾何特征而幾何尺寸不同的一類幾何模型。

在建庫方法方面，CATIA幾何模型庫通常以下兩種方法建立。

（1）用CATIA提供的二次開發工具和庫函數的接口，在VC開發環境中創建庫應用程序。

（2）使用CATIA軟件提供的目錄編輯器模塊建立。

第二種方法無需使用其他軟件工具，使用CATIA自身就可以完成，在單機和網絡環境中均可使用，實現簡單，通用性強，文章采用第二種方法進行幾何模型庫的設計。

2 幾何模型庫建立過程

2.1 幾何模型庫構架建立

幾何模型庫的建立首先完成對管理的幾何模型按照使用需求進行分類，綜合考慮業務范圍及使用管理的便利性，完成幾何模型庫構架的設計，構架的合理性直接決定的了幾何模型庫的使用和管理效率，應該認真進行分析設計。

幾何模型庫構架設計完成后，在CATIA中進行幾何模型庫構架的建立。在CATIA的目錄編輯器模塊中建立catalog文件，使用章節工具欄中的“添加章節”和“添加系列”命令建立章節和系列，可以建立多層子章節以滿足幾何模型庫分類需要，章節和系列按照幾何模型庫設計構架進行建立，幾何模型庫構架示意圖見圖1。

2.2 單一模型建模及入庫

對于單一模型，如果存在已有模型則可以直接使用，如果不存在已有模型，就需進行幾何建模后使用。幾何建模可以在CATIA的零件設計、創成式曲面設計等模塊下采用常用的CATIA造型工具進行建模。在catalog文件使用“添加部件”命令，選擇幾何模型文檔，該幾何模型就完成了入庫（詳細見圖2）。

2.3 參數化模型建模及入庫

對于系列化模型則需要進行參數化建模，這樣可以減少建模工作量，同時也便于后期改系列模型的擴展。以墊環形件為例，對參數化建模過程進行說明。首先在CATIA中建立環形件的幾何模型，根據模型幾何特征創建參數，關聯參數與相關幾何特征。建立一個EXCEL或者TXT文檔格式的設計表，在設計表文件中編寫幾何模型各參數數據列表。使用知識工程工具欄中“設計表”命令將建立的設計表文件插入到模型文件當中，并且關聯相關參數，參數化建模過程完成（詳細見圖3）。

3 結束語

文章對幾何模型庫設計進行了探討，從使用和幾何模型對象角度對幾何模型庫進行設計分析，通過實例對幾何模型庫的建庫過程進行了說明，對幾何模型庫的設計工作具有很好的借鑒意義。

參考文獻

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作者簡介：呂超（1984-），男，工程師，碩士研究生，從事試驗機改裝設計與研究工作。

劉學杰（1982-），男，工程師，碩士研究生，從事試驗機改裝設計與研究工作。