第1期（总第194期）
2016年2月
机城工程与自动化
ENGINEERING&.AUTOMATION
MECHANICAL
文章编号：1672-6413(2016)01-0048-02
系列起重机焊接卷筒模块化类继承设计
杨明，秦义校，周珊珊
（大原科技大学机械工程学院，山西大原030024）
摘要：起重机起升机构焊接卷筒是其有相似构造、不同尺寸规格的系列化产品。讨论了提取起重机卷简结构及受力特征的模块化编程类设计方法；在进行新产品开发时，对相同或相似功能采用标准化、模块化的设计方式。通过建文统一的编程设计框架，对模块内采用类继承的方式，对模块间的接口数据传递选行约定，提高了代码利用效率，规范了数据传遇的准确性，对提高起升券债结构设计合理化和设计效率具有重要意义。关键词：券筒结构：系列化：模块化；类继承设计
中图分类号：TH21：TP391.7
0引言
文献标识码：A
No.1 Feb.
和改进，并且要求软件产品具有高可靠性。这就要求
目前，我国起重机制造业正朝着模式化和批量化的方向发展，卷筒是起重机起升机构的重要受力部件，承受着起升钢丝绳的箍紧力。为了适应不同使用情况、不同作业环境的要求，需要生产具有类似机械结构、不同尺寸规格，并且在结构局部有些许差别的不同结构形式的系列化卷筒汀。针对这种情况，起重机生产广家急需采用现代设计方法和高效设计模式，以达到节约生产原料、提高设计效率、缩减开发设计成本的目的2。
起重机卷简的结构形式和受力特征类似，使设计人员在每次设计新产品时，都需要进行相同或相似的受力分析和校核3，其设计过程具有很强的重复性，浪费了时间、降低了设计效率。为此，本文对系列起重机
卷筒模块化类继承设计进行研究。 1起重机卷筒结构特征分类设计 1.1软件开发需求及特点
卷筒的结构设计主要表现出以下几个特征：①功能要求较为单一，均为实现钢丝绳的牵引及卷绕功能，故具有相似程度高的结构特征和受力特征；②由于各个工厂的厂房尺寸规格不同以及对起吊货物重量的要求不同，使得不同产品的尺寸特征具有较大差异；③产品设计人员为了更高效地进行设计计算，同时为后续的加工制造提供便利，对产晶具有相同或相似功能特性的部分逐渐采用企业内标准化、模块化的设计方式。
目前大中型机械制造企业广泛采用VC、VB等编程方法对产品结构进行优化设计及参数化力学性能建模分析[4-5]，采用计算机解决间题时需要用程序设计语言对问题进行描述，因此在解决实际工程间题时要求编写出的软件产品便于人们理解和接受，易于维护
软件开发人员在程序设计时应采用设计工程师通常的思维方式来建立被描述问题的模型，以提高机械设计
领域中软件模块化和代码重用的可能性。 1.2面向对象编程理念的应用
为实现上述目的采用如下技术方案：运用面向对象的编程理念，将分析单元类型和材料属性的设置、几何模型建立、载荷和约束施加、求解方式设置及计算结果后处理等分析过程抽象成各基本类，在各基本类中分别添加各类所需要完成的功能，不同类之间仅允许接口数据的传递而避免方法功能的交叉使用。不同的模块编写可以分别分配给不同的技术人员，约定好各模块的输人输出接口规则就能够达到协回工作的目的，同时也能够提高软件的设计效率，并为后续的系列化产品设计搭建好基本的设计平台。通过面向对象技术中对现有功能类模块进行派生，能够很好地对现有设计模块进行功能的升级和修改，并且不影响现有功能的实现，同时还能够体现设计的层次性，为设计人员提供明确的设计思路，满足系列化设计的修改要求。
图1为模块化设计系统框架 2卷筒模块化类继承建模
2.1参简受力分析程序框架建立
实现该技术方案是一个系统性工程，需要编制软
件设计框架、约定各数据结构的传速规则、实现模块内部具体功能及规划功能模块类的派生结构等。其各模块的编制方法与实施应符合以下规则：
（1）首先建立最底层最基本的各模块基类，其接口交换参数、内部成员函数及成员变量需适应所有的系列化产品要求，即缩写其有最基本、最善遍的功能
*山西省自然科学基金资助项目（2013011022-6)；山西省大学生创业项目资助（2014277）收稿日期；2015-04-13，修订日期：2015-10-23
作者篇介；杨明（1989-），男，山西太原人，在读硕研究生，主要研究方向为机械设计及理论，