1 引言

　　隨著Pro/ENGINEER軟件技術(shù)的引進和推廣，三維設(shè)計在固體火箭發(fā)動機和探空火箭的設(shè)計當中得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計人員利用設(shè)計的三維模型進行模擬裝配、干涉檢查并獲取質(zhì)量、質(zhì)心、轉(zhuǎn)動慣量等重要的設(shè)計參數(shù)，同時還為結(jié)構(gòu)計算分析提供了幾何模型，人大提高了設(shè)計效率和設(shè)計水平。然而上述應(yīng)用只發(fā)揮了三維設(shè)計的一部分功能，包括行為建模、標準化、通用件庫和二次開發(fā)等多種技術(shù)的研究與應(yīng)用工作有待進行，只有充分挖掘并拓展軟件的功能，才能夠充分發(fā)揮軟件的價值，從而使其更好地服務(wù)于設(shè)計工作。

　　在實際設(shè)計工作中，我們的設(shè)計經(jīng)常需要在一定的約束條件下滿足一定的口標，希望在最短的時間內(nèi)，找到能滿足工程標準的最佳設(shè)計。傳統(tǒng)的設(shè)計方法往往需要我們進行大量反復(fù)的計算或需要編程解決，而行為建模技術(shù)則可使設(shè)計人員在很短的時間內(nèi)完成尋找解決方案的任務(wù)，使得產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新更快更好。

　　2 行為建模技術(shù)

　　行為建模(Behavioral Modeling)技術(shù)是一種綜合考慮產(chǎn)品所要求的功能行為、設(shè)計背景的幾何圖形的實體建模技術(shù)，它采用知識捕捉和迭代求解的智能化方法，使i殳計人員可以面對不斷變化的要求，追求高度創(chuàng)新的、能滿足行為和完善性要求的設(shè)計。

　　3 應(yīng)用實例

　　3.1 某火箭配重體設(shè)計

　　下面以某火箭試驗用配重體的設(shè)計為例對行為建模的典型過程加以介紹。

　　問題：為了滿足全箭的質(zhì)量和質(zhì)心位置要求，需利用現(xiàn)有兩塊料頭即配重l和配重2加工成配重體，如圖2所示，要求配重體質(zhì)量為35.2kg，質(zhì)心距艙體端面向后60mm處。

　　解決方案：將配重2的內(nèi)徑與長度作為設(shè)計變量，然后執(zhí)行敏感度分析來論證哪一個尺寸對質(zhì)量和質(zhì)心的位置影響最大，確定合理的參數(shù)變化范圍。最后，執(zhí)行可行性研究來論證同時滿足質(zhì)量和質(zhì)心要求是否可行。如果存在一個解決方案，那么就可以執(zhí)行優(yōu)化研究，以使在保持質(zhì)心位置的同時，配重體的質(zhì)量也符合要求。

　　步驟：

　　1)創(chuàng)建一個分析特征來執(zhí)行模型分析以確定質(zhì)量屬性、計算質(zhì)量，并在端面處創(chuàng)建一個坐標系和一個基準點以及"質(zhì)量"參數(shù)。

　　2)執(zhí)行敏感度分析以確定內(nèi)徑和長度的改變?nèi)绾斡绊戀|(zhì)量和質(zhì)心的位置，確定其合理的變化范圍。

　　3)執(zhí)行可行性及優(yōu)化性分析，目標函數(shù)為零件的質(zhì)量35.2kg和質(zhì)心距端面即新建坐標系60mm，設(shè)計變量為配重2的內(nèi)徑和長度。執(zhí)行最優(yōu)化分析，求解出一組可行方案。由于配重體僅要求滿足質(zhì)量及質(zhì)心要求，則不需要進行多方案比較，因此可利用該結(jié)果直接更改設(shè)計模型。

　　由圖6的計算結(jié)果可以看山，優(yōu)化后的模型完全滿足毆計目標，利用行為建模技術(shù)使得該問題很快即獲得了解決，相對傳統(tǒng)的設(shè)計方法具有明顯的優(yōu)勢。

　　3.2 固體火箭發(fā)動機裝藥設(shè)計

　　該實例主要介紹行為建模與Pro/ENGINEER軟件其它功能如關(guān)系(relation)、族表、曲面(Surface)等組合使用來快速獲得并優(yōu)化藥柱內(nèi)燃面面積。在固體火箭發(fā)動機的方案設(shè)計階段，藥柱燃面面積的計算是一項重要的內(nèi)容，作為計算發(fā)動機壓強一時間曲線和推力一時間曲線的重要參數(shù)，其計算精度直接影響到發(fā)動機性能預(yù)示的準確性。

　　步驟：

　　1)藥柱燃面計算基于平行層理論，等肉厚推移，主要控制參數(shù)包括藥柱總長，翼槽的截面尺寸，錐形孔截面圓直徑。為主要控制參數(shù)與推移步數(shù)e(e=0，1，2??)建立關(guān)系，實現(xiàn)以改變變量e獲得各步的藥柱模型。

　　2)創(chuàng)建零件族表。針對參數(shù)e建立族表，形成不同肉厚步K的藥柱模型。當再次打開零件時，就能

　　方便地選擇不同肉厚步長的藥柱模型。

　　3)將內(nèi)燃面定義為一個曲面，建立一個測量特征測量該曲面面積，由于建立了族表，打開不同的藥柱模型即可直接獲得內(nèi)燃面面積。該方法的燃面計算值較通用坐標法直接獲得的計算值更精確，圖9是軟件計算值與通用牮標修正值的比較圖。

　　4)根據(jù)設(shè)計要求可以將藥柱質(zhì)量，內(nèi)燃面面積、空腔體積等作為設(shè)計目標，以主要結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量進行藥柱的優(yōu)化設(shè)計。其基本步驟與3.1相同，因篇幅所限不再贅述。

　　4 結(jié)論

　　行為建模中所使用的意圖參考，便于工程師提煉設(shè)計意圖;智能化分析又可大大提高特征的靈活性。行為建模技術(shù)的應(yīng)用，使得設(shè)計人員不再需要對原來設(shè)計的模型通過重復(fù)計算來求解，而將更多的時間用來專注于創(chuàng)新設(shè)計。設(shè)計人員由于將工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計、功能模擬、生產(chǎn)及信息技術(shù)等完整地集成在產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中，使得每個解決方案均可在獨特的開放式架構(gòu)中共享最新且準確的產(chǎn)品信息，因此該技術(shù)在設(shè)計工作中具有廣泛的應(yīng)用前景。