機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)537彈簧CAD軟件的開發(fā)

1、0 前言本課題是設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)用VB語言的軟件，該軟件可以進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)，在VB系統(tǒng)的引導(dǎo)下輸入已知參數(shù)，選擇計(jì)算條件，即可獲得初步計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行多個(gè)方案的比較，可以獲得操作者滿意的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求：a) 本課題的來源：在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要碰到彈簧設(shè)計(jì)的問題，傳統(tǒng)的方法很繁瑣，本課題的設(shè)想是利用本軟件簡化常規(guī)設(shè)計(jì)的繁瑣過程，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，根據(jù)給定的條件完成彈簧設(shè)計(jì)及校核，讓彈簧設(shè)計(jì)人員在很短的時(shí)間內(nèi)能夠得到合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。 b) 要完成本課題的基本前提條件是：必須熟悉彈簧設(shè)計(jì)的流程，再確定方案。 c) 要完成本課題技術(shù)要求是：必須能夠熟練運(yùn)用V

2、B語言進(jìn)行簡單的程序設(shè)計(jì)。本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路：a) 本課題解決的主要問題：彈簧CAD軟件開發(fā)的程序流程、數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建及調(diào)用該怎樣實(shí)現(xiàn)、彈簧強(qiáng)度校核時(shí)的參考依據(jù)、網(wǎng)頁的制作以及數(shù)據(jù)庫的更新問題。b) 本課題的設(shè)計(jì)總體思路：本軟件的技術(shù)路線分兩部分，第一步是彈簧的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核部分，這里面將涉及到數(shù)據(jù)庫技術(shù)。第二部為Visual Basic 與 Web 。利用Microsoft Frontpage 制作網(wǎng)頁，然后通過Visual Basic 調(diào)用網(wǎng)頁?？傮w方案論證，論證該方案的可行性，具體為在VB中能否根據(jù)給定的條件完成彈簧的參數(shù)設(shè)計(jì)，然后在宏觀上列出即將設(shè)計(jì)的彈簧軟件的程序界面

3、，理清每個(gè)界面之間的鏈接以及各參數(shù)變量之間的關(guān)系。完成本課題需要對Visual BASIC進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，對數(shù)據(jù)庫的建立和管理有所掌握，對網(wǎng)頁的調(diào)用有一定的了解。 預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益：a) 經(jīng)濟(jì)效益：本軟件從使用者的角度出發(fā)，體現(xiàn)了簡明、通俗、易操作的特點(diǎn)，極易被用戶所接受，因此，市場前景看好。b) 社會效益：一旦本軟件投入生產(chǎn)，能夠節(jié)省大部分因設(shè)計(jì)和計(jì)算的時(shí)間，因此能夠提高社會生產(chǎn)率。本論文將對彈簧CAD軟件設(shè)計(jì)的全部過程進(jìn)行闡述，共分為六篇：第一篇為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概述。簡要講述了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件組成、技術(shù)特點(diǎn)以及在工程中的作用和意義等。第二篇為彈簧的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。討論了彈簧設(shè)計(jì)

4、的特點(diǎn)和內(nèi)容以及彈簧CAD軟件的設(shè)計(jì)。第三篇為關(guān)鍵技術(shù)的闡述。討論了該軟件設(shè)計(jì)過程中所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。第四篇為軟件開發(fā)。分別討論了開發(fā)平臺的選擇、總體設(shè)計(jì)及軟件制作過程。第五篇為測試及應(yīng)用。第六篇為結(jié)論。 本論文力求做到： a) 反映最新的設(shè)計(jì)思想 b) 反映與總結(jié)作者的設(shè)計(jì)成果 c) 理論聯(lián)系實(shí)際由于軟件設(shè)計(jì)博大精深，作者的知識水平與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)不能與此相適應(yīng)，故書中的內(nèi)容定有不當(dāng)或錯(cuò)誤之處，懇請老師和同學(xué)批評指正。1 彈簧的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的構(gòu)成、特點(diǎn)、作用及意義1.1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件構(gòu)成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件構(gòu)成如圖1-1所示。 圖1-1 軟件構(gòu)成 圖

5、1-1 CAD系統(tǒng)的軟件組成軟件分為兩大類：支撐軟件和應(yīng)用軟件。支撐軟件包括操作系統(tǒng)（實(shí)現(xiàn)對硬件的控制和資源的管理），程序設(shè)計(jì)語言（Fortran、Basic、C、二次開發(fā)語言和匯編語言）及其編輯系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（對數(shù)據(jù)的輸入、輸出、分類、存儲、檢索進(jìn)行管理）和圖形支撐軟件（AutoCAD）。另一類是應(yīng)用軟件，它是根據(jù)本領(lǐng)域工程特點(diǎn)，利用支撐軟件系統(tǒng)開發(fā)的解決本工程領(lǐng)域特定問題的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。應(yīng)用軟件系統(tǒng)包括：設(shè)計(jì)計(jì)算方法庫（常用數(shù)學(xué)方法庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法庫、常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算方法庫、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法庫、可靠性設(shè)計(jì)軟件、動態(tài)設(shè)計(jì)軟件等）和各種專業(yè)程序庫（常用機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算方法庫、常用產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件包等

6、）。目前在二維CAD軟件方面，國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出眾多的應(yīng)用軟件，主要包括基于AutoCAD平臺和自主平臺兩類應(yīng)用軟件。1.1.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)：a) 圖形處理技術(shù) 如自動繪圖、幾何建模、圖形仿真及其它圖形輸入、輸出技術(shù)。b) 工程分析技術(shù) 如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)及面向各種專業(yè)的工程分析等。c) 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)交換技術(shù) 如數(shù)據(jù)庫管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)規(guī)范及接口技術(shù)等。d) 文擋處理技術(shù) 如文擋制作、編輯及文字處理等。1.1.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在工程中的作用以意義計(jì)算機(jī)輔助繪圖是CAD中工程應(yīng)用中最成熟的領(lǐng)域，一個(gè)完善的CAD系統(tǒng)，應(yīng)包括交互式圖形程序庫、工程數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序庫。對于

7、產(chǎn)品或工程的設(shè)計(jì)，借助CAD技術(shù)，可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。1.2 彈簧設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及內(nèi)容1.2.1 拉伸彈簧設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及內(nèi)容圓柱螺旋拉伸彈簧主要用于受拉伸載荷的場合，如聯(lián)軸器過載安全裝置中用的拉伸彈簧以及棘輪機(jī)構(gòu)中棘抓復(fù)位拉伸彈簧，變形和應(yīng)力的方向相反。因此，圓柱螺旋壓縮彈簧的基本計(jì)算公式同樣可用于拉伸彈簧。a) 圓柱螺旋拉伸彈簧的初拉力的確定圓柱螺旋拉伸彈簧的初拉力取決于材料種類、材料直徑、旋繞比和加工方法。采用卷制后不需淬火的彈簧鋼絲制成的拉伸彈簧，均有一定的初拉力。如果不要初拉力，則各圈間應(yīng)有間隙。卷成后經(jīng)淬火的拉伸彈簧沒有初拉力。b) 彈簧材料的選取彈簧材料的選取主要根據(jù)彈簧

8、的工作條件，彈簧承受的載荷類型，是否受沖擊載荷以及彈簧材料的許用力等因素確定，同時(shí)也應(yīng)考慮彈簧制造的工藝性。彈簧用不銹鋼絲A組 體現(xiàn)的性能：耐腐蝕，耐高、低溫，用于腐蝕或高、低溫工作條件的小彈簧；閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲 體現(xiàn)的性能：強(qiáng)度高，性能好，用于內(nèi)燃機(jī)閥門彈簧或類似用途彈簧；油淬火回火碳素彈簧鋼絲A、B類 體現(xiàn)的性能：強(qiáng)度高，性能好，適用于普通機(jī)械用彈簧，B類較A類強(qiáng)度高； 油淬火回火硅錳合金彈簧鋼絲A、C類 體現(xiàn)的性能：強(qiáng)度高，彈性好，易脫碳，用于較高載荷的彈簧。A類用于一般用途和汽車懸掛彈簧，C類用于汽車懸掛彈簧；彈簧用不銹鋼絲B組 體現(xiàn)的性能：耐腐蝕，耐高、低溫，用于腐蝕或高

9、、低溫工作條件的小彈簧；閥門用油淬火回火鉻釩合金彈簧鋼絲 體現(xiàn)的性能：有較高的疲勞強(qiáng)度，用于較高工作溫度的高應(yīng)力內(nèi)燃機(jī)閥門彈簧或其他類似彈簧；彈簧用不銹鋼絲C組 體現(xiàn)的性能：耐腐蝕，耐高、低溫，用于腐蝕或高、低溫工作條件的小彈簧。c) 彈簧材料許用力 彈簧常在變載荷和沖擊載荷下工作，而且要求在承受較大應(yīng)力情況下不產(chǎn)生塑性變形，因此要求彈簧材料具有較高的抗拉強(qiáng)度極限、彈性極限和疲勞強(qiáng)度極限，不易松弛。同時(shí)要求有較高的沖擊韌性，良好的熱處理性能等。彈簧的材料許用力與材料種類、載荷性質(zhì)、熱處理方法、彈簧絲的尺寸、彈簧的工作條件和重要程度有關(guān)。許用應(yīng)力按彈簧的受載情況和變載荷循環(huán)次數(shù)分為三類，循環(huán)次數(shù)

10、在1000000以上的彈簧為I類，循環(huán)次數(shù)在1000100000之間及受沖擊載荷彈簧為II類，循環(huán)次數(shù)在1000以下的彈簧為III類。考慮到經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)優(yōu)先采用碳素彈簧鋼，用以制造尺寸較小的一般用途的螺旋彈簧和板彈簧。對于受沖擊載荷的彈簧應(yīng)選用硅錳鋼、鉻釩鋼等。在變載荷作用下，以鉻釩鋼為宜。對于腐蝕介質(zhì)下工作的彈簧，應(yīng)采用不銹鋼和銅合金。1.2.2 壓縮彈簧設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及內(nèi)容圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧與圓柱螺旋拉伸彈簧相同，它主要用于受拉伸載荷的場合，如聯(lián)軸器過載安全裝置中用的拉伸彈簧以及棘輪機(jī)構(gòu)中棘抓復(fù)位拉伸彈簧，只是變形和應(yīng)力的方向相同。因此，圓柱螺旋壓縮彈簧的基本計(jì)算公式同樣可用于拉伸彈簧。a

11、) 圓柱螺旋壓縮彈簧的彈簧剛度的確定圓柱螺旋壓縮彈簧的彈簧剛度與安裝高度、工作載荷、工作行程有關(guān)系，與其它的參數(shù)無關(guān)。b) 圓柱螺旋壓縮彈簧的材料的選擇彈簧材料的選取主要根據(jù)彈簧的工作條件，彈簧承受的載荷類型，是否受沖擊載荷以及彈簧材料的許用力等因素確定，同時(shí)也應(yīng)考慮彈簧制造的工藝性，具體的參照上面拉伸彈簧部分。c) 圓柱螺旋壓縮彈簧的許用力圓柱螺旋壓縮彈簧的許用力跟拉伸彈簧的許用力具體參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第三卷。1.3 變量的選擇1.3.1 壓縮彈簧設(shè)計(jì)的變量選擇變量名稱 含義 單位 a 安裝載荷 N b 安裝載荷 N c 工作載荷 N d 工作行程 mm e 彈簧剛度 N/mm f 載荷作用次

12、數(shù) 次 g 載荷類型 name1 材料名稱 txml 彈性模量 MPa qbml 切變模量 MPa klqd 抗拉強(qiáng)度 MPa qyl 許用切應(yīng)力 MPa dimention1 鋼絲直徑 mm xrb 旋繞比 thzj 彈簧中徑 mm yxqs 有效圈數(shù) m 端部型式 n 壓并圈數(shù)取值范圍 l 壓并圈數(shù)取值 k 曲度系數(shù) h0 彈簧自由長度 mm e1 彈簧實(shí)際剛度 N/mm wc 彈簧剛度相對誤差 f1 彈簧安裝變形量 mm f2 彈簧工作變形量 mm fs1 試驗(yàn)載荷 N1.3.2 拉伸彈簧的變量選擇變量名稱 含義 單位 a0 安裝載荷 N b0 工作載荷 N c0 工作行程 mm e0

13、試驗(yàn)載荷 N wc1 剛度相對誤差 e2 實(shí)際剛度 N/mm azgd 安裝高度 mm f0 載荷作用次數(shù) 次 d0 工作行程 mm name10 材料名稱 qbml0 切變模量 MPa txml0 彈性模量 MPa klqd0 抗拉強(qiáng)度 MPa xyqyl0 許用切應(yīng)力 MPa m1 端部型式 n1 端部剛度長度系數(shù) xrb0 旋繞比 thzj0 彈簧中徑 mm dimention2 鋼絲直徑 mm yxqs0 有效圈數(shù) k0 曲度系數(shù) f01 彈簧初拉力 N x5 最小變形比 x6 最大變形比 tmin 最小切應(yīng)力 N tmax 最大切應(yīng)力 N fl1 安裝變形量 mm fl2 工作變形量

14、 mm fls 試驗(yàn)變形量 mm h01 彈簧自由長度 mm1.4 程序的流程圖1.4.1 壓縮彈簧設(shè)計(jì)的程序流程圖 開 始輸入a,b,c,d,f計(jì)算e,g選擇name1確定qbml、txml、klqd、qyl選擇m確定n、l根據(jù)c、qyl、xrb計(jì)算k、dimention1計(jì)算thzj計(jì)算yxqs計(jì)算e1、wc判斷彈簧特性、疲勞強(qiáng)度、共振驗(yàn)算、穩(wěn)定性是否滿足輸出設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果結(jié) 束1.4.2 拉伸彈簧設(shè)計(jì)的程序流程圖開 始輸入a0,b0,c0,f0、azgd計(jì)算d0、e0,g0選擇name10確定qbml0、txml0、klqd0、qyl選擇m1確定n1根據(jù)b0、xyqyl0、xrb0、

15、k計(jì)算k0、dimention2計(jì)算thzj0計(jì)算yxqs0計(jì)算e2、wc1判斷彈簧特性、疲勞強(qiáng)度是否滿足輸出設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果結(jié) 束1.5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.5.1 壓縮彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算給定初始條件：安裝載荷、安裝高度、工作載荷、工作行程、載荷作用次數(shù)，要求計(jì)算出彈簧參數(shù)：鋼絲直徑、彈簧中徑、有效圈數(shù)等，校核時(shí)需計(jì)算安裝變形量、工作變形量、試驗(yàn)變形量、試驗(yàn)載荷、彈簧特性f1/fs、f2/fs、最小切應(yīng)力、最大切應(yīng)力、切應(yīng)力比、驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度、驗(yàn)算共振是否滿足要求、穩(wěn)定性的驗(yàn)算等。a) 鋼絲直徑的設(shè)計(jì)公式 (1-1) (1-2) d 鋼絲直徑 C 旋繞比 k 曲度系數(shù) F 工作載荷平均許用切應(yīng)力

16、 b) 彈簧中徑的設(shè)計(jì)公式 (1-3) D鋼絲直徑c) 有效圈數(shù)的設(shè)計(jì)公式 (1-4) G 切變模量 k 要求彈簧剛度d) 實(shí)際彈簧剛度的設(shè)計(jì)公式 (1-5)e) 安裝變形量 (1-6) f1彈簧安裝變形量 F1安裝載荷 e1彈簧實(shí)際剛度f) 試驗(yàn)載荷 (1-7) Fs 試驗(yàn)載荷 許用切應(yīng)力 K曲度系數(shù)g) 工作變形量 f2=f1+d (1-8) f2彈簧工作變形量f1彈簧安裝變形量d 工作行程 h) 試驗(yàn)變形量 (1-9) fs 彈簧試驗(yàn)變形量i) 切應(yīng)力 (1-10) (1-11)min最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 1.5.2 拉伸彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 給定初始條件：安裝載荷、安裝高度、工作載荷、工作

17、行程、載荷作用次數(shù)，要求計(jì)算出彈簧參數(shù)：鋼絲直徑、彈簧中徑、有效圈數(shù)等，校核時(shí)需計(jì)算初拉力、安裝變形量、工作變形量、試驗(yàn)變形量、彈簧特性f1/fs、f2/fs、最小切應(yīng)力、最大切應(yīng)力、切應(yīng)力比、驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度等。鋼絲直徑、彈簧中徑、有效圈數(shù)以及切應(yīng)力的計(jì)算公式基本與壓縮彈簧一樣。a) 初拉力的計(jì)算 (1-12) (1-13) F0 初拉力 初切應(yīng)力 G 切變模量（MPa）b) 安裝變形量 (1-14) 安裝變形量 實(shí)際彈簧剛度 安裝載荷c) 試驗(yàn)變形量 (1-15)d) 工作變形量 (1-16) F彈簧工作載荷1.6 數(shù)表處理 機(jī)械設(shè)計(jì)中用到的公式，有些非常復(fù)雜。為了節(jié)省手算時(shí)間，又能直觀地達(dá)參

18、數(shù)間的關(guān)系及變化規(guī)律，才編制成數(shù)表或線圖。在彈簧設(shè)計(jì)過程中，多處運(yùn)用了數(shù)據(jù)庫表。例如在材料選擇部分，對于不同的材料，不同的載荷類型，彈性模量、切變模量、硬度、溫度都做相應(yīng)的變化，運(yùn)用傳統(tǒng)的編程將會變得很煩瑣而且很難實(shí)現(xiàn)。故采用VB的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，然后調(diào)用數(shù)據(jù)庫表就可以了?，F(xiàn)舉例如表1-1所示：材料名稱標(biāo)準(zhǔn)切變模量G(GPa)彈性模量E(GPa)推薦硬度范圍(HBc)推薦溫度范圍碳素彈簧鋼絲GB4357B級79206-40130琴鋼絲YB/T5101G1組79206-40130彈簧用不銹鋼絲YBD(T)11 A組71193-200300閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲YB/T510279206-401

19、50油淬火回火碳素彈簧鋼絲YB/T5103 A類79206-40150油淬火回火硅錳彈簧鋼絲YB/T51043 A類79206-40200閥門用油淬火回火鉻硅彈簧鋼絲YB/T510579206-40250閥門用油淬火回火鉻釩彈簧鋼絲YD/T510879206-40210 硅青銅線GB31214193.2HB90100-40120錫青銅線GB31244093.2HB90100-250120 碳素彈簧鋼絲GB4357C級79206-40130碳素彈簧鋼絲GB4357D級79206-40130琴鋼絲YB/T5101G2組79206-40130琴鋼絲YB/T5101F組79206-40130彈簧用不銹

20、鋼絲YBD(T)11 B組71193-200300彈簧用不銹鋼絲YBD(T)11 C組71193-200300油淬火回火碳素彈簧鋼絲YB/T5103 B類79206-40150油淬火回火硅錳彈簧鋼絲YB/T51043 B類79206-40200 表1-1 彈簧常用材料的力學(xué)性能a) 表1-1的創(chuàng)建首先，在一數(shù)據(jù)庫中新建一張表，定義表的名稱為彈簧常用材料的力學(xué)性能，然后，給這張表定義五個(gè)字段名，分別為材料名稱標(biāo)準(zhǔn)、切變模量G（GPa）、彈性模量E（GPa）、推薦硬度范圍（HRC）、推薦溫度范圍。最后分別輸入每一行的內(nèi)容，這張表就創(chuàng)建好了。b) 表1-1的調(diào)用在彈簧設(shè)計(jì)中，要想調(diào)用上張表，運(yùn)用DA

21、TA控件，將databasename屬性改為有效數(shù)據(jù)庫名，將RecordSource屬性改為該數(shù)據(jù)庫中的表“彈簧常用材料的力學(xué)性能”，然后將Text3控件、Text4控件和Text8控件的datasource屬性改為DATA控件名，datafield屬性改為該表中某一字段名，按照此方法調(diào)整各控件的屬性，就可以了調(diào)用該表了。在設(shè)計(jì)時(shí)編程如下：Dim cr1 As StringDim curr1 As Stringname1 = Combo1.Textcurr1 = Data1.Recordset.Bookmarkcr1 = 材料名稱標(biāo)準(zhǔn)= & & name1 & Data1.Recordset.

22、FindFirst (cr1)txml = Val(Text3.Text)Dim name2 As StringDim cr2 As StringDim curr2 As Stringname2 = Combo1.Textcurr2 = Data2.Recordset.BookmarkText2.DataField = 切變模量cr2 = 材料名稱標(biāo)準(zhǔn)= & & name2 & Data2.Recordset.FindFirst (cr2)klqd = Val(Text4.Text)qyl = Val(Text8.Text) 2 關(guān)鍵技術(shù)2.1 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言Visual Basic

23、6.0Visual Basic 6.0是微軟公司可視化系列開發(fā)工具中的產(chǎn)品，是Windows 應(yīng)用程序最簡便、最快捷的開發(fā)工具之一。在該軟件的開發(fā)過程中，重點(diǎn)運(yùn)用了VB6.0的特點(diǎn)有：a) 結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)VB具有豐富的數(shù)據(jù)類型、眾多的內(nèi)部函數(shù)和結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)，而且簡單易學(xué)。例如在計(jì)算螺旋伸角時(shí)運(yùn)用了反正切函數(shù)。b) 支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問利用數(shù)據(jù)控件或ODBC能夠訪問的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有，Microsoft Access、Btrieve、dBASE、Microsoft FoxPro和Paradox等，也可訪問Microsoft Excel 、Lotusl-2-3等多種電子表格。例如在材料選擇部分

24、運(yùn)用了Access的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。c) 新增了多個(gè)應(yīng)用程序向?qū)?VB新增的應(yīng)用程序向?qū)Э梢宰詣觿?chuàng)建不同類型、不同功能的應(yīng)用程序。例如在該軟件制作過程中，運(yùn)用了VB數(shù)據(jù)向?qū)?、Web瀏覽器等。2.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用 在彈簧CAD軟件的開發(fā)過程中多處運(yùn)用到數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)。在材料的選擇部分以及菜單項(xiàng)的數(shù)據(jù)管理使用了Access數(shù)據(jù)庫。在該軟件的開發(fā)過程中我利用數(shù)據(jù)庫的目的是操作方便，更加有利于二次開發(fā)。當(dāng)有新的彈簧材料出現(xiàn)或有舊的彈簧材料被淘汰時(shí)，我們不需要更改源程序只要在數(shù)據(jù)庫中添加或刪除就可以了。數(shù)據(jù)庫是按照一定方式組織并存儲的信息集合。表是數(shù)據(jù)庫的組成單元，一個(gè)數(shù)據(jù)庫是由一個(gè)或多個(gè)表組成；每個(gè)表

25、包含若干個(gè)記錄，每個(gè)記錄包含若干個(gè)字段。表是用“域”表示表的一列，用“記錄”表示表的一行。用戶可以通過設(shè)置為數(shù)據(jù)庫設(shè)置一個(gè)或多個(gè)索引，由數(shù)據(jù)庫引擎通過這些索引對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查找、排列和過錄。通過關(guān)鍵字來建立表與表之間的關(guān)系，Visual Basic中這些相關(guān)表的集合稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。通過“結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL”來和數(shù)據(jù)庫對話。為了提高Visual Basic 6.0應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的操作能力，Visual Basic 6.0系統(tǒng)提供了一些對象：Data 、DataGrid 、Datalist和DataCombo。最常用的是Data控件，通過它用戶可以快速的處理各式各樣的數(shù)據(jù)庫，使得設(shè)計(jì)人員省下一堆

26、程序代碼編寫的工作，能夠很輕松地設(shè)計(jì)及維護(hù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。但Data控件提供的功能只是鏈接某一數(shù)據(jù)庫并實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)庫操作，它本身無法顯示數(shù)據(jù)庫各記錄的內(nèi)容，必須有Visual Basic 提供另外的工具以方便用戶對記錄進(jìn)行編輯和瀏覽，這些工具在Visual Basic系統(tǒng)中稱為數(shù)據(jù)感知控件。只需將此類控件的DataSource屬性設(shè)置為一個(gè)有效的數(shù)據(jù)庫名，DataField屬性設(shè)置為此有效數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)有效字段名，則該對象就可以感知數(shù)據(jù)庫的某個(gè)字段了。按以下步驟可以創(chuàng)建簡單的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序：a) 把Data 控件添加到窗體中。b) 設(shè)置其屬性以指明從哪個(gè)數(shù)據(jù)庫和表中獲取信息。c) 添加各種綁定控件

27、（如各種文本框、列表框和“綁定”到Data 控件的其它控件）。d) 設(shè)置綁定控件的屬性以指明要顯示的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)字段。運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，這些數(shù)據(jù)綁定控件會自動顯示出數(shù)據(jù)庫當(dāng)前記錄的各個(gè)字段。Microsoft Access 在創(chuàng)建Jet數(shù)據(jù)庫時(shí)使用更廣泛。它為建立表、索引、查詢和表的關(guān)聯(lián)提供了一個(gè)很好的可視化界面。Visual Basic可以處理用各種Access 版本創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫；當(dāng)然，要處理32位的數(shù)據(jù)庫，必須使用Access95或更高的版本。下面是創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫表的基本步驟：a) 打開“外接程序”菜單的“可視化數(shù)據(jù)管理器”，進(jìn)入到VisData 窗口。b) 選擇VisData 窗口“文件”

28、菜單中的“新建”，并選擇“Microsoft Access”項(xiàng)。此時(shí)會出現(xiàn)一個(gè)“保存”對話框。c) 為將要建立的數(shù)據(jù)庫設(shè)置文件名和保存路徑。d) 保存完文件名和路徑后，VisData 窗口中會出現(xiàn)兩個(gè)子窗口：“數(shù)據(jù)庫窗口”和“SQL 語句”，如圖2-1所示。圖2-1 數(shù)據(jù)庫窗口e) 用鼠標(biāo)單擊Properties項(xiàng)，出現(xiàn)了上圖中的快捷菜單，單擊“新建表” 項(xiàng)打開“表機(jī)構(gòu)”窗體，如圖2-2所示。按照下圖2-2對話框的提示，輸入表的名稱，生成用戶所需要的表。f) 輸入表的名稱，單擊“添加字段”按鈕，出現(xiàn)“添加字段”窗體，如下圖2-3所示。然后輸入域名，并設(shè)置域名的數(shù)據(jù)類型，每設(shè)置好一個(gè)域，就按“確

29、定”按鈕，在將所有的域都設(shè)置好后，按“關(guān)閉”按鈕返回“表結(jié)構(gòu)”窗體。若無其它的設(shè)置，按“表結(jié)構(gòu)”窗體的“生成表”按鈕。這樣就建立了一個(gè)簡單的表。這樣就建立了一個(gè)表，但無任何記錄。若數(shù)據(jù)庫中不止一個(gè)表，則重復(fù)步驟 e)、f)。如圖2-3所示。 圖2-2 表結(jié)構(gòu) 圖2-3 添加字段 依次輸入表的各個(gè)字段名，然后生成表，再在這張表中輸入具體的內(nèi)容，這張表就做好了。該軟件中的彈簧材料特性等一些表就是利用這種方法建成的。然后運(yùn)用VB本身提供的數(shù)據(jù)控件等，并通過簡單的編程就可調(diào)用了。2.3 接口技術(shù)AUTOCAD 從R14版本起加入了Active X 自動化服務(wù)功能（Active X Automation

30、 Server Capabilities），而VB又是最為常用的支持Active X Automation 技術(shù)的開發(fā)工具，以它作為開發(fā)工具，使AUTOCAD 與 其它Windows應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)共享變得非常簡單。由VB調(diào)用AUTOCAD 軟件包，采用鏈接方式，將繪圖命令作為數(shù)據(jù)傳送到AUTOCAD軟件包中，AUTOCAD 軟件包接到數(shù)據(jù)（繪圖命令）后，給出反映并進(jìn)行繪圖，從而完成軟件的繪圖功能。繪圖所需參數(shù)一般來源于設(shè)計(jì)手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)，許多參數(shù)是以表格形式給出的，把這些數(shù)據(jù)參數(shù)建立數(shù)據(jù)庫表，可使繪圖程序代碼簡化，同時(shí)可提高程序的通用性。利用數(shù)據(jù)庫的索引、關(guān)聯(lián)匯總生成總明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件表、通用件

31、、外構(gòu)件表將變輕而易舉。VB具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫管理和操作功能，可以在VB環(huán)境下利用Visual DATA Manger 建立一個(gè)Access型數(shù)據(jù)庫，通過給用戶提供的參數(shù)，輸入相應(yīng)的參數(shù)，并將參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫中。間接得到繪圖所需的參數(shù)。由于時(shí)間和技術(shù)問題，此留住二次開發(fā)應(yīng)用。為了更好的建立AUTOCAD的對象模型，應(yīng)對其作一定的了解。AUTOCAD以層次結(jié)構(gòu)組織對象的，其最頂層是Application,下面是Preferences 、Document 、Menubar、menugroups 等。其中Document下面包括Blocks、Modelspace、 paperspace 、layers

32、utility等。使用VB調(diào)用AUTOCAD的方法： a) 在VB中選取“工程”菜單中的“引用” ，在“引用”對話框中選擇“AUTOCAD2004 Object Library、AUTOCAD/ Object DBX Common Object Library”,在引用項(xiàng)目中加入AUTOCAD2004 Object Library后，在VB中用“視圖”菜單中的“對象瀏覽器”來查看可使用的AUTOCAD物件，只要物件可以瀏覽，則Visual Basic 可以使用此物件。b) 調(diào)用AUTOCAD程序清單Option ExplicitDim acadapp As ObjectDim preferen

33、ce As ObjectDim paspace As ObjectDim acaddoc As ObjectDim mospace As ObjectPrivate Sub Command1_Click()On Error Resume Next 容錯(cuò)處理Set acadapp = GetObject(d:autocad2004, AutoCAD.Application)If Err Then Err.Clear 清除處理 Set acadapp = CreateObject(AutoCAD.Application) End IfIf Err Then MsgBox Err.Descripti

34、on Exit Sub End If acadapp.Visible = True Set preference = acadapp.Preferences Set acaddoc = acadapp.ActiveDocument Set mospace = acaddoc.ModelSpace Set paspace = acaddoc.PaperSpaceEnd Sub上面的程序經(jīng)調(diào)試成功，說明VB應(yīng)用程序和AUTOICAD之間的DDE通道的建立是可行的，為二次開發(fā)中的繪圖功能提供了技術(shù)支持。2.4 網(wǎng)頁的制作及調(diào)用DHTML（DYNAMIC HTML）是一系列網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)集。DHTML應(yīng)

35、用程序允許編寫的Visual Basic 代碼來響應(yīng)DHTML頁面上的操作，而不必把處理傳給服務(wù)器。 DHTML應(yīng)用程序是一個(gè)Visual Basic 應(yīng)用程序，它在一個(gè)交互的、基于瀏覽器的應(yīng)用程序中使用一中DHTML和已編譯Visual Basic代碼組合。一個(gè)DHTML應(yīng)用程序駐留在瀏覽器所在的機(jī)器上，它在那里解釋和響應(yīng)瀏覽器中最終用戶執(zhí)行的操作。DHTML應(yīng)用程序使用Visual Basic 代碼執(zhí)行大多數(shù)相當(dāng)于以前用腳本CGI處理和其它Internet 應(yīng)用程序開發(fā)方法來完成的處理，并且其中大多數(shù)處理不傳到服務(wù)器即可完成?？偠灾?，DHTML應(yīng)用程序允許開發(fā)者和最終用戶按一種新的方式和

36、WEB頁面來進(jìn)行交互。但是DHTML應(yīng)用程序必須運(yùn)行在IE4以上。DHTML即動態(tài)HTML，并不是一種新的語言，而是一種擴(kuò)充功能的HTML。在HTML中，頁面的內(nèi)容依靠服務(wù)器來改變。有了DHTML，頁面中的元素就可以由瀏覽器來改變或操縱，這就是“動態(tài)”的含義。所有的HTML元素，都可以在DHTML中使用。 在DHTML中，開發(fā)人員可以通過編寫代碼或某種類型的模板系統(tǒng)來手工制作Web頁面，而且頁面外觀在文檔編寫完成后就可固定。但是，這種限制有時(shí)過于苛刻，使設(shè)計(jì)的頁面過分呆板，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)際需要。除了該語言的動態(tài)特性外，DHTML還可以用來維護(hù)Web應(yīng)用程序的狀態(tài)。對于DHTML文擋，每當(dāng)需要處

37、理下一個(gè)頁面時(shí)，客戶和服務(wù)器就要開始一個(gè)新的會話，并且要把所需要的各種信息傳給服務(wù)器，即所謂的非正式連接。這樣，當(dāng)客戶瀏覽多個(gè)頁面時(shí)，會浪費(fèi)許多時(shí)間。而在DHTML中，可以通過頁面本身來維護(hù)狀態(tài)，而不必依賴服務(wù)器、Cookies或頁面中隱藏?cái)?shù)據(jù)。在這種情況下，瀏覽器本身已成為一個(gè)狀態(tài)管理器，它為當(dāng)前裝入的頁面和服務(wù)器提供信息，讓它們決定下一步的操作。這些問題之所以能在DHTML中得到解決，是因?yàn)閂isual Basic 可以在應(yīng)用程序運(yùn)行過程中跟蹤所有的信息，即維護(hù)狀態(tài)。 Visual Basic 6.0提供了一個(gè)動態(tài)HTML類型的工程模板，利用該模板可以方便地建立DHTML的應(yīng)用程序。要使用

38、DHTML頁面設(shè)計(jì)器，可在新建工程時(shí)選擇DHTML應(yīng)用程序模板，打開DHTML頁面設(shè)計(jì)器。 該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成熟， 還可以通過Frontpage來制作網(wǎng)頁，但前提得先安裝Office 2000,利用該方法制作更方便。本軟件是利用這個(gè)方法來制作網(wǎng)頁，簡單易懂，操作方便。將網(wǎng)頁做好后，然后在工程中添加Web瀏覽器，只要將MDIChild屬性該為False,再把Text中輸入需調(diào)用網(wǎng)頁的地址。通過這些方法，我們可以很方便的運(yùn)用該技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)彈簧軟件的幫助主題。3 軟件開發(fā)3.1 開發(fā)平臺的選擇3.1.1 軟件開發(fā)概述軟件開發(fā)具有三個(gè)特性：a) 創(chuàng)造性軟件開發(fā)具有一次性特點(diǎn)，通常沒有或很少以往的經(jīng)驗(yàn)可

39、以借鑒，執(zhí)行中有許多未知因素，每個(gè)因素又常常帶有不確定性，因而既要承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)又必須發(fā)揮創(chuàng)造性，這也是它與一般重復(fù)工作的區(qū)別。b) 復(fù)雜性 軟件開發(fā)一般需要跨越多個(gè)組織、需要運(yùn)用多種學(xué)科的知識，結(jié)合多種技術(shù)，還需要將多種學(xué)科的知識，結(jié)合多種技術(shù)，還需要將不同背景、來自不同組織的人員有機(jī)地組織在項(xiàng)目組內(nèi)，在技術(shù)性能、成本、進(jìn)度等較為嚴(yán)格的約束條件下實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)，這些因素都決定了軟件開發(fā)的復(fù)雜性。c) 時(shí)效性 軟件開發(fā)要求在規(guī)定的期限內(nèi)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，一旦目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目就失去了起存在的意義，因此軟件開發(fā)有一定的壽命周期。 由于以上特性，軟件開發(fā)曾一度和當(dāng)前很多科研項(xiàng)目一樣具有很大的隨意性。然而，僅僅幾十

40、年歷史的軟件產(chǎn)業(yè)以發(fā)展出許多優(yōu)秀的開發(fā)方法，究其原因，有如下兩點(diǎn)：a) 軟件開發(fā)需要很高的精確性，代碼中一個(gè)錯(cuò)誤的字母或符號都會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，因此，一定要遵循嚴(yán)格的開發(fā)方法才可能完成軟件項(xiàng)目。b) 二軟件是當(dāng)前信息經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，軟件開發(fā)的規(guī)模非常龐大以至于形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。而產(chǎn)業(yè)化的特征就是工程準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)化制造方法。 3.1.2 軟件開發(fā)方法當(dāng)前世界有很多中軟件開發(fā)方法，在該軟件的開發(fā)平臺中我們選擇了用Visual Basic 6.0作為設(shè)計(jì)平臺。眾所周知，Visual Basic語言它擁有四項(xiàng)主要技術(shù)特點(diǎn)：a) 提供了易學(xué)易用的應(yīng)用程序集成開發(fā)環(huán)境在VB集成開發(fā)環(huán)境中，用戶可設(shè)計(jì)界面

41、、編寫代碼、調(diào)試程序，直至把應(yīng)用程序編譯成可執(zhí)行文件，在Windows中運(yùn)行，使用戶在友好的開發(fā)環(huán)境中工作。b) 具有面向?qū)ο蟮目梢暬O(shè)計(jì)工具 在VB中，應(yīng)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法（OOP），把程序和數(shù)據(jù)封裝起來視為一個(gè)對象，每個(gè)對象可視的。程序員在設(shè)計(jì)時(shí)只需用現(xiàn)有工具根據(jù)界面設(shè)計(jì)的要求，直接在屏幕上“畫”出窗口、菜單、按鈕、滾動條等不同類型的對象，并為每個(gè)對象設(shè)置屬性。程序員的編程工作僅對對象要完成哪些功能的程序，因而程序設(shè)計(jì)的效率可提高許多。c) 支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的訪問利用數(shù)據(jù)控件或ODBC能夠訪問的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有，Microsoft Access、Btrieve、dBASE、Micros

42、oft FoxPro和Paradox等，也可訪問Microsoft Excel 、Lotusl-2-3等多種電子表格。d) Active 技術(shù)Active 技術(shù)發(fā)展了原有的OLE技術(shù)，它使開發(fā)人員擺脫了特定語言的束縛?？煞奖愕厥褂脴?biāo)準(zhǔn)的Active 部件，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的接口，實(shí)現(xiàn)特定的功能。另外，Windows 應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通信方式有三種：利用煎貼板完成數(shù)據(jù)交換、動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）、對象鏈接和嵌入（OLE）。由于VB與AUTOCAD 都支持以上三種通信方式，另外，Visual Basic 總共可取得AUTOCAD 約70個(gè)對象，這些對象共有五百多個(gè)方法和屬性。AUTOCAD按層次來組織這

43、些對象，其中 Application對象處于該層次的頂端，所以其它對象都是Application 的“孩子”。操作一個(gè)特定的對象必須從Application 對象開始，再到它的子對象（Document 對象和Preferences對象），一直下去直到要操作的特定對象。接下來就可以用該對象的屬性和方法來創(chuàng)建或修改對象的屬性特征。故選擇Visual Basic平臺。3.2 總體設(shè)計(jì)3.2.1 功能模板在 Visual Basic 6.0 版本平臺上， 給定部分彈簧設(shè)計(jì)參數(shù)，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中的設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)出合格的彈簧。該軟件具有易用性、交互式、通用性等優(yōu)點(diǎn)，另外給后續(xù)開發(fā)人員留有很大的開發(fā)空間，比

44、如說繪圖等。界面設(shè)計(jì)從使用者的角度出發(fā)，采用Visual Basic語言，以對話框的形式，根據(jù)彈簧的類型（壓縮還是拉伸）以及彈簧建模過程中調(diào)到的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對話框中的部分?jǐn)?shù)據(jù)可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用,一些標(biāo)準(zhǔn)也可在下拉列表中直接選取。3.2.2 總體工作框圖總體設(shè)計(jì)時(shí)，按照從總體到具體，再從具體到總體的設(shè)計(jì)思路?！皬椈稍O(shè)計(jì)”包括“拉伸彈簧設(shè)計(jì)”和“壓縮彈簧設(shè)計(jì)”，他們包括六大塊，具體的每一塊都對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)窗體界面，如圖3-1所示： 圖3-1 總體工作框圖3.2.2.1 設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)信息窗體中包括設(shè)計(jì)者的姓名、設(shè)計(jì)單位 、設(shè)計(jì)日期、設(shè)計(jì)時(shí)間 。3.2.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)窗體中包括安裝載荷(要求

45、)F1、安裝高度 H1、工作載荷(要求) F2、工作行程 h、要求剛度 k、載荷作用次數(shù) N、 載荷類型 。3.2.2.3 選擇材料選擇材料窗體中包括材料名稱Name 、切變模量E、切變模量 G、抗拉強(qiáng)度 、許用切應(yīng)力 b。這個(gè)窗體界面中將涉及到數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建及數(shù)據(jù)庫的調(diào)用。數(shù)據(jù)庫類型為Microsoft Access 。3.2.2.4 端部型式 端部型式窗體中將包括端部型式 sType、壓并圈取值范圍 n2、壓并圈數(shù) n23.2.2.5 設(shè)計(jì)彈簧 設(shè)計(jì)彈簧大窗體中將涉及到鋼絲直徑的計(jì)算窗體、彈簧中徑的計(jì)算窗體、有效圈數(shù)的計(jì)算窗體。其中鋼絲直徑的計(jì)算窗體包括工作載荷、平均許用切應(yīng)力、旋繞比，然后根據(jù)計(jì)算公式計(jì)