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基于三維建模原理的裝載加固輔助設(shè)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(shè)計系統(tǒng)的方法。貨物的裝載加固是鐵路運(yùn)輸組織工作的重要組成部分,在貨物的整個運(yùn)輸過程中,裝載是前提,加固是保證。這一工作的好壞直接關(guān)系到貨物和行車安全。鐵路裝載加固工作是一項(xiàng)理論性較強(qiáng),又具有實(shí)際操作性特點(diǎn)的工作。目前,裝載加固方案的設(shè)計制作依然沿用紙面繪圖,人工計算分析,人工送審批復(fù)的流程。對于新方案的制作仍需耗費(fèi)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(shí)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(yùn)輸?shù)男?有些情況下甚至?xí)斐山?jīng)濟(jì)損失。裝載加固三維輔助設(shè)計系統(tǒng)是將計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)應(yīng)用于鐵路裝載加固方案設(shè)計領(lǐng)域而提出的,它不但能減少方案設(shè)計人員的工作量,加快貨物裝載加固方案的設(shè)計過程,而且最終形成的加固方案可以以電子方式進(jìn)行存儲和管理,并且可以以數(shù)據(jù)包的形式通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(shè)計系統(tǒng)作為一個應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng),使得計算機(jī)輔助設(shè)計這一技術(shù)和概念的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展和細(xì)化,對這一技術(shù)的發(fā)展將起到推動作用。裝載加固三維輔助設(shè)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(shè)計采用了關(guān)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(diǎn)在于使用VTK構(gòu)造系統(tǒng)所需的各種圖元,與用戶實(shí)現(xiàn)交互操作,并通過用戶對圖形屬性的設(shè)置自動進(jìn)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(yīng)用程序構(gòu)造與運(yùn)行的支撐環(huán)境,它是在三維函數(shù)庫OpenGL的基礎(chǔ)上,采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)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(xì)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(shè)計系統(tǒng)的圖形建?？煞奖愕睦肰TK提供的類來實(shí)現(xiàn),但除了常用的圖形以外,基于裝載加固方案設(shè)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(jìn)行一些列特殊處理,利用VTK的pipeline可方便的實(shí)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(shí)踐證明裝載加固輔助設(shè)計系統(tǒng)能有效節(jié)約裝載加固方案的設(shè)計時間,簡化審批流程,并實(shí)現(xiàn)了成形方案的有效再利用。 

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