第３５卷第１期 ２０１５年２月 铁道机车车辆 ＲＡＩＬＷＡＹ Ｌ０ＣＯＭ０ＴＩＶＥ＆ＣＡＲ Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．ｉ Ｆｅｂ． ２０１５ 文章编号：１００８—７８４２（２０１５）０１—００４７—０４ 基于ＣＡＴＩＡ二次开发的转向架构架参数化建模 吴文龙，金新灿 （北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京１０００４４） 摘要转向架构架结构复杂，对其参数化设计分侧梁和横梁两个模块进行。以某型车转向架构架为基体，提取 构架的控制参数，基于这些参数，应用ＶＢ环境下ＣＡＴＩＡ二次开发的自动化技术，搭建构架的参数化建模平台。 平台中参数可由人工输入，构架模型自动生成，缩短了设计阶段的建模周期。 关键词 构架；ＣＡＴＩＡ；二次开发；参数化建模 中图分类号：Ｕ２６０．３３１；Ｕ２７０．３３１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—７８４２．２０１５．０１．０９ 高速列车科技创新国际论坛上，提出中国高速列车 代码。由于构架的结构形式复杂，利用此方法可为开发 者大量缩短开发周期，因此，本文利用了宏功能，结合 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０编制界面和程序实现ＣＡＴＩＡ的二次 开发。其二次开发流程如图１所示。 技术在“十二五”期间，将逐步实现“谱系化、智能化、绿 色化”的目标，为实现这一目标，我国将搭建谱系化高速 列车设计制造一体化平台，以实现面向多样需求的高速 列车的快速定制。构架作为铁道车辆重要的走行部分 部件之一，承受和传递了车体与轮对之间的各种载荷， 因此，实现其参数化建模具有重大意义。 以某型车转向架构架为原型，利用ＣＡＴＩＡ软件的二 次开发功能，结合编程语言ＶＢ实现构架参数化模型的搭 建，并且可实现人机交互的功能。ＣＡｒｒＩＡ软件是当今 功 能 扩 充 ＣＡＤ领域曲面设计、实体造型、模具设计等方面的顶级软 件，在航空航天工业、汽车制造业等大量涉及到复杂外形 设计的工作领域内，ＣＡＴＩＡ展现了强大的功能 ］。 １ ＣＡＴＩＡ二次开发简介 图１ ＣＡＴＩＡ二次开发流程图 二次开发是对软件的用户化和专业化的有效手段， ２构架参数化描述 它可以使软件更好地为用户服务，这对提高工作效率和 工作质量有着不可低估的作用ｌ２］。目前，ｃＡＴＩＡ二次 开发的主要有Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ＡＰＩ（使用自动化应用接口 的宏）、Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｕｓｅｒ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｆｅａｔｕｒｅ（交互式的用户 定义特征）和ＣＡＡ Ｖ５的Ｃ＋＋和ｊａｖａ应用接口３种方 通过对构架结构的分析，主要分为横梁和侧梁两大 部分，其余部件均是安装在这两大部分上的。结合文献 ［６］中的研究，主要从两大模块，即侧梁和横梁主体结构 来参数化整个构架。其余安装座等由于结构形式复杂， 且形式多变，参数化设计意义不大，因此，不对其进行参 数化建模。以某型车转向架构架为原型，对其参数化进 行描述。 法。现在使用最多的则是自动化对象编程（Ｖ５ Ａｕｔｏ— ｍａｔｉｏｎ）和开放的基于构件的应用编程接口（ＣＡＡ）［３ ］。 在文献Ｅ５］中，作者通过对以上两种开发方式的对 比，发现使用ＣＡＡ Ｃ＋＋效率高，但入门困难。相对 ２．１侧梁模块参数的选取 构架侧梁模块结构相对复杂，侧梁模块中包含有侧 的，ＣＡＡ Ａｕｔｏｍａｉｔｏｎ功能的多，但入门容易，建议 梁主体、一系弹簧支撑、侧梁空气弹簧安装座、横侧梁连 接处以及隔板等部分。下面，分别定义各部分参数。 （１）侧梁主体参数 根据构架结构的对称性，以构架侧梁的一半为参数 控制模型，如图２所示。其控制参数主要选定各盖板长 在进行开发工作时，尽可能使用ＣＡＡ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，不 足之处再辅以ＣＡＡ Ｃ＋＋。运用宏（Ｍａｃｒｏ）对ＣＡＴＩＡ 进行二次开发时，使用ＶＢＳｃｒｉｐｔ作为编辑工具，这是一 种交互式的定制，可以记录用户的操作过程，自动生成 吴文龙（１９９Ｏ）男，硕士研究生（收稿日期：２０１４—０６—２５） 铁道机车车辆 第３５卷 度尺寸、各盖板厚度、高度尺寸以及圆角尺寸等４方面 关键几何参数。总计１６个参数。 Ｄ。作为定位尺寸）、厚度尺寸、倒角尺寸、空气弹簧垫板 横向尺寸Ｋ 以及垫板小孔位置距其边缘的尺寸Ｋ （定 位尺寸），尺寸Ｋ 和Ｄ。共同作用确定了小孔的位置。 总计９个参数。 图２ １／２侧梁主体控制参数 图４侧梁空气弹簧安装座控制参数 （２）一系弹簧支撑处参数 （４）横侧梁连接参数 该型车构架的横梁为圆管型截面横梁，因此只需要 在侧梁腹板上开孔。开孔时参数控制方案如图５所示。 其控制参数主要有直径尺寸Ｄ 纵向定位尺寸Ｃ ，垂 向定位尺寸Ｃ 。共计３个参数。 根据该型车构架的结构形式，一系弹簧支撑处参数 控制方案如图３所示。其控制参数主要有直径尺寸、长 度尺寸、厚度尺寸以及圆角尺寸等几何参数。总计１０ 个参数。 图５横侧梁连接控制参数 （５）隔板参数 图３一系弹簧支撑处控制参数 侧梁主体结构内设计了３种形式的隔板，如图６所 示。隔板控制参数主要涉及有高度尺寸、宽度尺寸、定 位尺寸、孔径尺寸、圆角尺寸以及厚度尺寸等关键几何 参数。其中图６（ａ）中隔板总计７个参数，图６（ｂ）中隔 板总计９个参数，图６（ｃ）总计１０个参数。 （３）侧梁空气弹簧安装座参数 在进行侧梁空气弹簧安装座设计时，提供了如图４ 所示的控制方案。其控制参数主要有直径尺寸（其中 ＾ ‘ｒ——－１ 厂 — 上： ， （ｂ） 图６隔板控制参数
