艾建荣
广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司 广东东莞 523000
[摘要]城市主战环境消防车的参数化有效设计研究和系统开发，直接影响城市主战环境消防车的运行质量及效果，从属重点设计内容。鉴于此，本文主要围绕着城市主战环境消防车的参数化有效设计研究和系统开发开展深入的研究和探讨，期望可以为后续更多技术专家和学者对此类课题的实践研究提供有价值的指导或者参考。
[关键词]城市；主战；消防车；参数化；设计；系统开发；
前言：
城市主战环境当中，消防车占据重要位置，对其内部参数化的设计要求相对较高，需积极落实系统设计及其开发工作，以维持城市主战环境消防车安全稳定运行状态。因而，综合分析城市主战环境消防车内部参数化的有效设计研究和系统开发，有着一定的现实意义和价值。
1、参数化的设计
以条件约束性参数、各个模块的结构尺寸，有效确定城市主站消防车的三维模型。该城市主站消防车，其整车的布局形式上应将总体的高度、宽度、长度、上装所有模块设定位置和间距相关信息表达出来，结合国际要求及广大用户实际需求予以有效确定下来。消防人员针对作战不同需求，其往往也在消防泵实际流量、灭火剂实际质量、乘员人数、罐体容量、灭火形式各个层面有着相应要求。国际上针对消防车辆相应产品使用性、操作性、安全性、人身防护各个层面均有特定要求，针对整车的尺寸、所有单元参数、质心高度、满载质量均有规定，详细如下：整车尺寸总长度≤12000mm，总宽度≤2550mm，总高度≤4000 mm；整车侧倾的稳定角≤23°，其质心总体高度≤1800 mm；在驾乘室内部座椅上的平面距脚位置所放置底板应在≤500 mm高度范围；针对同向座椅车辆，座间离≥650mm；针对相向座椅，其座间距≥1200 mm，坐垫深度≥400 mm，车辆座椅靠背部顶至座椅平面高度≥450 mm，所有乘员占据宽度应≥550 mm，驾乘室和车架中心维持≤20mm对称位置应不大于，且和车架平面高度所在对称位置维持≤10mm偏差范围[1]；承载总人数控制在12人以内；器材箱和地面高度距离≤450 mm，深度≤200mm、长度≤300 mm。把副车架基础模型导入至ANSYS，为实施精度计算，单元大小设10mm，以Tet 10 node 187单元实施网格划分，获取网格单元实际总数是520449，其节点数则是1055918。副车架部分材料选定Q235型号钢，设2.06×105 MPa弹性模量参数、0.3泊松比参数、235 MPa屈服强度参数、7.85×103kg/m3密度参数。
2、系统开发
2.1设计系统结构
经分析国标要求、用户需求，将主战处消防车的结构部分基本的特征参数有效提取出来，处于Visual Studio条件之下，以VC++编程语言Pro/Toolkit的二次开发科学技术实施参数化的建模驱动系统程序编写，程序系统可自动把参数经过人机交互系统界面传入NX，再被加载至参数化相应三维模型当中，自动更新三维模型。借助APDL及ANSYS等二次开发科学技术，实施参数化的有限元命令流分析文件创建，借助系统程序实施命令流系统文件内部参数信息的编写、更改操作，加载至ANSYS内，将市城主环境主战内消防车的关键性结构件层面有限元实时化分析完成。以ADO信息数据库，实施技术调用、存储、显示层面城市环境主战内消防车辆的选型设计基础模块各项关键性结构及其性能参数访问。系统总结构内含关键性结构件相应有限元的分析模块、城市主战环境消防车的三维建模基础模块、数据库的信息管理模块、人机交互系统界面等。借助人机交互系统界面城市主战环境消防车总体结构特征可实现输入及输出各项参数，结合设计标准及要求，实施智能化判断及参数提示；数据库信息管理模块主要负责实施升降照明、消防泵、干粉系统、存储底盘等选型及设计模块不同型号的总体尺寸、性能参数等[2]；城市主战环境消防车的三维建模基础模块经NX的API函数调用，NX系统程序启动，以骨架模型为基础参数化的三维建模得以构建完成，以坐标系为基础定位自动装配得以实现；关键性结构件的有限元基础分析模块经WinExec函数，将ANSYS系统程序启动，以命令流系统文件将副车架及罐体层面模态及静力学的分析完成，实施结果反馈分析。
2.2设计系统界面
以MFC所提供创建模态的对话框，实施人机交互系统界面创建。结合城市主战环境消防车层面参数化的设计系统现实需求，Visual Studio内部实施MFC的应用程序创建，实施以MFC结构所定义主对话框为基础系统主要界面设计。实施六个模态创建，其对话框各为副车架的ANSYS系统界面、器材箱、罐体、副车架、乘员室、选型等设计。系统的主界面内，最上方位置显示选型设计、提取型号数据、读取尺寸信息、分析乘员室相应参数、分析罐体参数等：该为计算分析初期，结束后进入到相应部分的参数化具体设计当中，指导用户借助主界面将干粉系统、消防炮、消防泵、底盘等选型设计完成，高效获取副车架、泵室、罐体等总体尺寸，创建整车内部参数化的三维布局基础模型；显示区域为左上方位置，借助相应按钮功能，确保静态显示得以实现，且可实现动态显示的有效切换；右方从属功能的按钮区、中间从属显示总体尺寸区，还有干粉系统、底盘消防泵等不同型号产品尺寸总体信息数据。
2.3模块设计
进至储物箱、泵室、罐体、乘员室、副车架等三维建模系统界面，实施参数化的建模系统驱动程序有效调用，可自动生成能够和客户现实需求互相匹配相应模块的三维模型，以坐标系的匹配约束为基础，确保所有模块的三维模型自动装配得以实现。操作者点击系统的主操作界面当中设计副车架按钮，便可进入到副车架的设计界面。如图1所示，系统界面左上侧位置，可实现副车架的三维模型实时显，右侧区域从属功能按钮及显示参数区域，系统下方区为副车架尺寸主要结构图，可方便用户更为细致了解所有参数自身代表含义。系统软件自动读取系统主界面副车架总结构参数至副车架科学设计系统界面对话框内。点击系统界面当中模型更新的更新按钮，系统会自动更新副车架的三维模型。实施显示模型相应点击操作，满足于设计标准副车架的三维模型，可实现界面左方位置实时化的显示。三维建模完毕，点击界面当中ANSYS分析系统按钮，进入副车架层面有限元的基础分析界面，ANSYS分析系统按钮生成，副车架层面模态及静力学的分析得以完成。直接进至罐体系统设计界面后，点击系统操作主界面的罐体设计功能按钮，便可进至罐体设计系统界面内部，界面左侧区域可实现罐体的三维模型实时显示，右侧区域设显示参数及其功能按钮系统区域，其下方从属罐体尺寸基本结构图，对用户细致了解各参数实际表示含义。该系统会自动实施主界面的参数读取及设计，将器材箱、泵室参数化三维建模设计构建完成，以鼠标旋转、平移、伸缩三维模型。
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3、结语
从总体上来说，城市主战环境消防车的参数化有效设计研究和系统开发实施过程相对复杂，需广大技术工作者能够结合实际需求、情况等，科学合理地开展参数化的设计及其系统开发实践工作，以为系统实际使用功能及效用的提升奠基。
参考文献：
[1]黎蓉,李伟,程志红.城市主战消防车参数化三维建模软件研究[J].消防科学与技术,2019,38(002):368-369.
[2]晁储贝.消防车CAFS系统半实物仿真研究[D].中国矿业大学,2020,19（002）：199-202.