CN107229779B - 一种基于ug表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于枪弹领域，提供了一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，包括：确定枪弹的弹头结构，每一部件为一类实体特征；对每一类实体特征进行分类并确定其特征建模因素；从各类实体特征中分别选取其中一种具体类型，建立各具体类型的三维实体模型；将各具体类型的三维实体模型装配，生成各具体类型对应的弹头三维模型；采用UG三维建模软件建立各类实体特征的其他类型的三维实体模型；将枪弹弹头的三维模型中各类实体特征的各个类型的三维实体模型分别定义为一特征组，并对各特征组建立相应的抑制表达式，完成枪弹弹头参数化模板的建立；本发明能够基于同一个参数化模板实现多种类型弹头结构的三维参数化建模。

Description

一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法

技术领域

本发明属于枪弹领域，涉及枪弹弹头参数化建模方法，尤其是一种基于UG 表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法。

背景技术

枪弹弹头根据其作战用途、配用枪械有多种分类方法，根据结构型式可分为有弹心/无弹心、有紧口沟/无紧口沟、尖头/圆头、有船尾/无船尾等多种类型。目前采用CAD软件建立并修改枪弹弹头三维实体模型的方法仍然需要耗费设计人员大量的时间和精力，参数化建模方法解决了同一类结构的弹头三维模型快速构建及修改问题，但针对多种结构类型，需要分别构建不同结构对应的三维模型参数化模板并分别实现其参数化建模，这样将会产生多种设计模板，耗时费力，而且存在对模板的管理问题。尤其当弹头结构稍有不同时，必须新建其相应的参数化模板才能实现参数化建模。

基于此，现有技术确实有待于改进。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种枪弹弹头三维参数化建模方法，能够基于同一个参数化模板实现多种类型弹头结构的三维参数化建模。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其采用的技术方案如下：

S1、确定枪弹的弹头结构，所述弹头结构包括弹心、铅套、紧口沟、弹头尖部、圆柱部以及尾锥部，每一部件为一类实体特征；

S2、对所述每一类实体特征进行结构分析并分类，所述每一类实体特征均至少包含一种具体类型；

S3、对所述每一类实体特征，确定其特征建模因素，所述特征建模因素包括实体特征建模类型、装配定位关系、建模顺序、模型参数；

S4、从所述各类实体特征中分别选取其中一种具体类型，并获取该具体类型的特征参数，建立各具体类型的三维实体模型；

S5、根据所述每一类实体特征的特征建模因素，将所述各具体类型的三维实体模型装配，生成各具体类型对应的弹头三维模型；

S6、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，采用UG三维建模软件建立各类实体特征的其他类型的三维实体模型；

S7、采用UG三维建模软件，将所述枪弹弹头的三维模型中各类实体特征的各个类型的三维实体模型分别定义为一组，形成各类实体特征对应的多个特征组，并对各特征组建立相应的抑制表达式，完成枪弹弹头参数化模板的建立。

优选的，所述步骤S2中：所述弹心特征包括无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心；

所述紧口沟特征包括无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟；

所述弹头尖部形状特征包括手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状；

所述尾锥部特征包括有船尾、无船尾；

所述铅套特征由弹心特征、弹头尖部形状、圆柱部、尾锥部共同决定。

优选的，所述步骤S3具体包括：

S31、针对每一类实体特征的每一种具体类型特征，确定其特征建模类型；其中，所述每一种具体类型特征均采用草图回转的特征建模工具；

S32、根据弹头各部分实体特征的实际装配关系，确定每一类实体特征的装配定位关系，其中，弹心、弹头尖部、圆柱部、铅套和紧口沟均以尾锥部为基准实现定位；

S33、针对每一类实体特征，根据其在弹头中的装配定位关系确定其建模顺序，所述建模顺序依次为：尾锥部、圆柱部、弹头尖部、弹心、铅套、紧口沟；

S34、针对每一类实体特征及其对应的各种具体类型的特征，确定驱动参数，所述驱动参数用以驱动模板完成参数化建模。

优选的，所述步骤S6具体包括：

S61、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，应用UG三维建模软件的“特征抑制”功能，抑制枪弹弹头三维模型中已建立的弹头尖部形状，并建立另一种弹头尖部形状的实体特征模型，同时建立相应的铅套三维实体模型；

S62、重复步骤S61，直至完成所有的弹头尖部形状种类的三维实体模型建立；

S63、按照步骤S61和S62的方法，分别完成尾锥部、弹心以及紧口沟所有种类的三维实体模型建立，并同时建立其相应的铅套三维实体模型。

优选的，所述步骤S7具体包括：

S71、针对弹心实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S72、针对弹头尖部形状实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S73、针对尾锥部实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将有船尾、无船尾两种两种类型的三维实体模型分成相应的两组，并为各特征组命名；

S74、针对紧口沟实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S75、运用UG三维建模软件中的“表达式抑制”功能，为各个特征组自动建立相应的抑制表达式，从而完成枪弹弹头参数化模板的建立。

优选的，所述方法进一步包括：

S8、建立基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件，输入相应的驱动参数，实现各种类型枪弹弹头的参数化建模。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，应用表达式抑制特征的方法将各类枪弹弹头结构集成于一个统一的参数化模板中，解决模板建模多样化的问题；并建立相应的枪弹弹头参数化建模软件，帮助设计人员灵活选择特征类型，并根据目标枪弹弹头类型输入相应的特征参数，通过控制抑制表达式和尺寸表达式的值驱动参数化模板实现各类枪弹弹头的参数化建模，满足枪弹弹头系列化、快速修改的要求，全面加快弹头设计速度，提高设计质量。本发明可方便地扩充特征类型及结构类型，适用于任意新型弹头的参数化建模。本发明也可应用到其他系列化零部件的模型构造中，提高系列化零部件的设计效率。

附图说明

图1是本发明提供的基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法的总体流程图；

图2是本发明一实施例中枪弹弹头的分类及实体特征组成示意图；

图3是本发明一实施例中枪弹各类实体特征的分类示意图；

图4是本发明一实施例中步/机枪弹弹头尖部、圆柱部、尾锥部、含尾锥普通弹弹心、斜形紧口沟的特征草图在同一基准平面的示意图；

图5是本发明一实施例中部分约束尺寸表达式示意图；

图6是本发明一实施例中含尾锥与斜形紧口沟的步机枪弹三维实体模型；

图7是本发明实施例的适用于多种弹头参数化建模的统一模板中各类特征各种具体模型历史记录；

图8是本发明一实施例的特征抑制表达式；

图9是本发明提供的基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件开发流程图；

图10是本发明提供的基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

参数化设计是指在原有图形与修改后图形拓扑关系保持不变的基础上，利用对象拓扑结构的共同特征，用一组参数约束尺寸，通过改动图形某部分的尺寸，或修改已定义好的零件参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。在枪弹弹头设计中，应用参数化设计，可以使设计人员从繁琐的绘图工作中解脱出来，提高设计速度。但由于枪弹弹头种类较多，不同类型的弹头结构拓扑关系不同，为实现多种弹头参数化建模，需要建立多个参数化模板，增加工作量而且存在模板管理问题。

为了解决以上问题，本发明提出了一种基于UG表达式抑制特征的弹头参数化建模方法，将各种枪弹弹头结构集成于一个统一模板中，通过修改抑制表达式及尺寸表达式，能够灵活选择弹头特征类型，驱动相应尺寸，实现各种类型枪弹弹头的参数化建模。

如图1所示，所述基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，包括以下步骤：

S1、确定枪弹的弹头结构，所述弹头结构包括弹心、铅套、紧口沟、弹头尖部、圆柱部以及尾锥部，每一部件为一类实体特征；

如图2所示，现有技术中还包括不含铅套或者不含紧口沟或者不含尾锥部的弹头，也适用于本发明提供的建模方法。

S2、对所述每一类实体特征进行结构分析并分类，所述每一类实体特征均至少包含一种具体类型；

优选的，如图3所示，所述弹心特征包括无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心；所述紧口沟特征包括无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟；所述弹头尖部形状特征包括手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状；所述尾锥部特征包括有船尾、无船尾；所述铅套特征由弹心特征、弹头尖部形状、圆柱部、尾锥部共同决定。

S3、对所述每一类实体特征，确定其特征建模因素，所述特征建模因素包括实体特征建模类型、装配定位关系、建模顺序、模型参数；具体包括：

S31、针对每一类实体特征的每一种具体类型特征，确定其特征建模类型；其中，由于枪弹弹头零部件均为旋成体，所述每一种具体类型特征均采用草图回转的特征建模工具；

S32、根据弹头各部分实体特征的实际装配关系，确定每一类实体特征的装配定位关系，其中，弹心、弹头尖部、圆柱部、铅套和紧口沟均以尾锥部为基准实现定位；

S33、针对每一类实体特征，根据其在弹头中的装配定位关系确定其建模顺序；

由于弹心、弹头尖部、圆柱部、铅套和紧口沟均以尾锥部为基准定位，因此，先建立尾锥部实体特征，其次建立弹头尖部和圆柱部实体特征，由于铅套特征由弹心特征和弹头壳特征共同决定，再次需要建立弹心实体特征，之后建立铅套实体特征，最后建立紧口沟实体特征；

如果该枪弹弹头不包括尾锥部，则先建立圆柱部；如果不包括铅套，则在建立弹心后建立紧口沟；如果不包括紧口沟，则无须建立紧口沟。

S34、针对每一类实体特征及其对应的各种具体类型的特征，确定驱动参数，所述驱动参数用以驱动模板完成参数化建模。

S4、从所述各类实体特征中分别选取其中一种具体类型，并获取该具体类型的特征参数，建立各具体类型的三维实体模型；具体包括：

S41、进入UG建模环境，设置固定基准平面，为保证弹心、铅套、紧口沟、弹头尖部、圆柱部、尾锥部等实体特征的装配定位关系，所有实体特征均在此基准平面上进行草图绘制；每一类特征的外形轮廓草图需在不同草图中绘制，为实现后续表达式分别对其进行控制；

S42、在该基准平面上，分别完成任意一种弹头尖部、圆柱部、尾锥部、弹心、紧口沟的特征草图建模，如图4所示；

S43、针对上述建立的各特征草图，建立约束尺寸表达式对该草图进行全尺寸约束，如图5所示；

S44、并通过草图回转特征建模工具分别生成各具体类型的三维实体模型。

S5、根据所述每一类实体特征的特征建模因素，将所述各具体类型的三维实体模型装配，生成各具体类型对应的弹头三维模型，如图6所示；

S6、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，采用UG三维建模软件建立各类实体特征的其他类型的三维实体模型；具体包括：

S61、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，应用UG三维建模软件的“特征抑制”功能，抑制枪弹弹头三维模型中已建立的弹头尖部形状，并建立另一种弹头尖部形状的实体特征模型，同时建立相应的铅套三维实体模型；

S62、重复步骤S61，直至完成所有的弹头尖部形状种类的三维实体模型建立；

抑制，就是将模型中的某一特征临时移除，表达式抑制，就是使用表达式来完成抑制特征的功能，具体的，应用UG三维建模软件的“特征抑制”功能，抑制弹头模型中已建立的步/机枪弹头尖部形状特征，建立手枪弹头尖部形状的实体特征模型，再应用“特征抑制”功能将其抑制，建立步/机枪弹头尖部形状特征模型，将其抑制，建立小口径燃烧弹头尖部形状实体特征模型，这样建立了弹头尖部形状类特征的4种类型特征的实体模型。每建立一种弹头尖部形状特征需要重建一次铅套实体特征以生成一种与此弹头尖部形状特征相对应的铅套特征实体模型；

S63、按照步骤S61和S62的方法，分别完成尾锥部、弹心以及紧口沟所有种类的三维实体模型建立，并同时建立其相应的铅套三维实体模型。

建立尾锥部其他各种具体类型的特征实体模型，共2种，每建立一种尾锥部实体特征模型需重建一种铅套实体特征模型；

建立弹心其他各种具体类型的特征实体模型，共4种，每建立一种弹心实体特征模型需重建一种铅套实体特征模型；

建立紧口沟其他各种具体类型的特征实体模型，共4种；

S7、采用UG三维建模软件，将所述枪弹弹头的三维模型中各类实体特征的各个类型的三维实体模型分别定义为一组，形成各类实体特征对应的多个特征组，并对各特征组建立相应的抑制表达式，完成枪弹弹头参数化模板的建立，如图7所示；具体包括如下步骤：

S71、针对弹心实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S72、针对弹头尖部形状实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S73、针对尾锥部实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将有船尾、无船尾两种两种类型的三维实体模型分成相应的两组，并为各特征组命名；

S74、针对紧口沟实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S75、运用UG三维建模软件中的“表达式抑制”功能，为各个特征组自动建立相应的抑制表达式，从而完成枪弹弹头参数化模板的建立；如图8所示；

当完成枪弹弹头参数化模板的建立后，若需要建立某一种枪弹弹头的三维模型时，所述方法进一步包括：

S8、建立基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件，输入相应的驱动参数，实现各种类型枪弹弹头的参数化建模。

通过UG二次开发，形成基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件，通过交互界面，灵活选取各类特征类型，输入相应驱动参数，通过表达式驱动模板变形，实现各种类型枪弹弹头的参数化建模。软件开发流程如图9所示，软件界面如图10所示。

本发明提供的一种基于表达式抑制的弹头参数化建模方法，通过控制抑制表达式和尺寸表达式的值来改变弹头类型和弹头尺寸大小，从而实现多种类型弹头的快速参数化建模，缩短新型弹头的研发周期，提高系列化弹头设计效率。本发明可方便地扩充特征类型及结构类型，适用于任意新型弹头的参数化建模。本发明也可应用到其他系列化零部件的模型构造中，提高系列化零部件的设计效率。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、确定枪弹的弹头结构，所述弹头结构包括弹心、铅套、紧口沟、弹头尖部、圆柱部以及尾锥部，每一部件为一类实体特征；

S2、对所述每一类实体特征进行结构分析并分类，所述每一类实体特征均至少包含一种具体类型；

S3、对所述每一类实体特征，确定其特征建模因素，所述特征建模因素包括实体特征建模类型、装配定位关系、建模顺序、模型参数；具体包括：

S31、针对每一类实体特征的每一种具体类型特征，确定其特征建模类型；其中，所述每一种具体类型特征均采用草图回转的特征建模工具；

S32、根据弹头各部分实体特征的实际装配关系，确定每一类实体特征的装配定位关系，其中，弹心、弹头尖部、圆柱部、铅套和紧口沟均以尾锥部为基准实现定位；

S33、针对每一类实体特征，根据其在弹头中的装配定位关系确定其建模顺序，所述建模顺序依次为：尾锥部、圆柱部、弹头尖部、弹心、铅套、紧口沟；

S34、针对每一类实体特征及其对应的各种具体类型的特征，确定驱动参数，所述驱动参数用以驱动模板完成参数化建模；

S4、从所述各类实体特征中分别选取其中一种具体类型，并获取该具体类型的特征参数，建立各具体类型的三维实体模型；

S5、根据所述每一类实体特征的特征建模因素，将所述各具体类型的三维实体模型装配，生成各具体类型对应的弹头三维模型；

S6、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，采用UG三维建模软件建立各类实体特征的其他类型的三维实体模型；

S7、采用UG三维建模软件，将所述枪弹弹头的三维模型中各类实体特征的各个类型的三维实体模型分别定义为一组，形成各类实体特征对应的多个特征组，并对各特征组建立相应的抑制表达式，完成枪弹弹头参数化模板的建立。

2.如权利要求1所述的一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其特征在于，所述步骤S2中：

所述弹心特征包括无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心；

所述紧口沟特征包括无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟；

所述弹头尖部形状特征包括手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状；

所述尾锥部特征包括有船尾、无船尾；

所述铅套特征由弹心特征、弹头尖部形状、圆柱部、尾锥部共同决定。

3.如权利要求1所述的一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：

S61、基于所述具体类型的枪弹弹头三维模型，在所述枪弹弹头的三维模型中，应用UG三维建模软件的“特征抑制”功能，抑制枪弹弹头三维模型中已建立的弹头尖部形状，并建立另一种弹头尖部形状的实体特征模型，同时建立相应的铅套三维实体模型；

S62、重复步骤S61，直至完成所有的弹头尖部形状种类的三维实体模型建立；

S63、按照步骤S61和S62的方法，分别完成尾锥部、弹心以及紧口沟所有种类的三维实体模型建立，并同时建立其相应的铅套三维实体模型。

4.如权利要求2所述的一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括：

S71、针对弹心实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无弹心、穿甲钢心、含尾锥普通弹钢心、无尾锥普通弹钢心四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S72、针对弹头尖部形状实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将手枪弹头尖部形状、步/机枪弹头尖部形状、大口径机枪弹头尖部形状、小口径燃烧弹头尖部形状四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S73、针对尾锥部实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将有船尾、无船尾两种类型的三维实体模型分成相应的两组，并为各特征组命名；

S74、针对紧口沟实体特征，应用UG三维建模软件中的“特征分组”功能，将无紧口沟、弧形沟、梯形沟、斜形沟四种类型的三维实体模型分成相应的四组，并为各特征组命名；

S75、运用UG三维建模软件中的“表达式抑制”功能，为各个特征组自动建立相应的抑制表达式，从而完成枪弹弹头参数化模板的建立。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

S8、建立基于UG表达式抑制特征的枪弹弹头参数化建模软件，输入相应的驱动参数，实现各种类型枪弹弹头的参数化建模。

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