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基于三維建模原理的裝載加固輔助設計系統(tǒng)的研究

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 本文給出了開發(fā)裝載加固三維輔助設計系統(tǒng)的方法。貨物的裝載加固是鐵路運輸組織工作的重要組成部分,在貨物的整個運輸過程中,裝載是前提,加固是保證。這一工作的好壞直接關系到貨物和行車安全。鐵路裝載加固工作是一項理論性較強,又具有實際操作性特點的工作。目前,裝載加固方案的設計制作依然沿用紙面繪圖,人工計算分析,人工送審批復的流程。對于新方案的制作仍需耗費較大的人力物力,方案逐級審批的過程更加降低了方案成功通過和實施的時效性;對于成形方案,也不能有效的直接再利用。這些直接影響了貨物運輸?shù)男?有些情況下甚至會造成經(jīng)濟損失。裝載加固三維輔助設計系統(tǒng)是將計算機輔助設計(CAD)應用于鐵路裝載加固方案設計領域而提出的,它不但能減少方案設計人員的工作量,加快貨物裝載加固方案的設計過程,而且最終形成的加固方案可以以電子方式進行存儲和管理,并且可以以數(shù)據(jù)包的形式通過網(wǎng)絡進行傳輸,從而可以大大減少逐級審批的時間。同時,裝載加固輔助設計系統(tǒng)作為一個應用于專業(yè)領域的計算機輔助設計系統(tǒng),使得計算機輔助設計這一技術和概念的應用得到了進一步的擴展和細化,對這一技術的發(fā)展將起到推動作用。裝載加固三維輔助設計系統(tǒng)的開發(fā)采用了功能模塊和面向?qū)ο笙嘟Y(jié)合的分析方法,使系統(tǒng)具有松耦合性和良好的封裝性。數(shù)據(jù)庫設計采用了關系數(shù)據(jù)庫。開發(fā)工具選擇了c++ builder、可視化圖形工具集VTK和Access數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的開發(fā)重點在于使用VTK構(gòu)造系統(tǒng)所需的各種圖元,與用戶實現(xiàn)交互操作,并通過用戶對圖形屬性的設置自動進行部分裝載加固所需的計算分析。Visualization Tool Kit是一個用于可視化應用程序構(gòu)造與運行的支撐環(huán)境,它是在三維函數(shù)庫OpenGL的基礎上,采用面向?qū)ο蟮脑O計方法發(fā)展起來的。它將我們在可視化開發(fā)過程中經(jīng)常遇到的細節(jié)屏蔽起來,并將一些常用的算法封裝起來,以類的形式給我們以支持。所以裝載加固輔助設計系統(tǒng)的圖形建模可方便的利用VTK提供的類來實現(xiàn),但除了常用的圖形以外,基于裝載加固方案設計本身的需求,為了方便用戶簡便靈活的制作出所需圖形,還需要對一些圖形進行一些列特殊處理,利用VTK的pipeline可方便的實現(xiàn)需要特殊處理的建模過程。如本系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)體、拉伸體等。經(jīng)實踐證明裝載加固輔助設計系統(tǒng)能有效節(jié)約裝載加固方案的設計時間,簡化審批流程,并實現(xiàn)了成形方案的有效再利用。 

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