第 5 章 总结与展望
2.17 滚刀受力设置
图 2.17中 FV 和 FR分别表示滚刀所受的径向挤压力和切向滚动力，将它们定义为变 量，它们是由 CSM 计算出来的，会随着围岩的强度以及滚刀的贯入度会发生变化。
2.5 本章小结
本章主要围绕 TBM 虚拟样机建模的实现进行研究，基于商业软件进行交互操作的方 法，建立了 TBM 的虚拟样机模型，主要内容包括：
1) TBM 主机拓扑结构主要包括刀盘系统，推进系统，撑靴系统，鞍架系统和主梁。其中 刀盘和主梁之间通过旋转副连接，推进缸一端和主梁通过允许两相互转动自由度的销 轴连接，推进缸另一段与撑靴通过具有相同功能的销轴连接。撑靴和撑靴缸之间通过 球副连接，撑靴缸和鞍架之间通过扭矩缸连接，扭矩缸两端均为球副，鞍架和撑靴之 间还通过“十字”销轴连接。鞍架和主梁通过移动副连接。
2) TBM 主机三维造型过程中针对实际的 TBM 机构进行简化。通过 SolidWorks 软件交互 操作的方式自下而上的绘制各个零件几何特征，主要表达零部件的质量和转动惯量信 息。在此基础上对零件进行装配，得到 TBM 主机装配体，通过装配位置就能初始化各 个铰接点之间的相对位置关系。
3) 围岩体在 ADAMS 下的表示通过模态中性文件表示，模态中性文件的建立要考虑围岩 划分的网格趋势，围岩的轮廓尺寸，网格单元的材料属性，主要包括弹性模量，泊松比 和密度
4) 在前面两步生成零部件模型的基础上，在 ADAMS 软件中利用软件提供的约束库将部 件连接起来，实现虚拟样机模型的建立，主要步骤包括三维模型的导入、零部件约束 添加、围岩 MNF 文件的导入，刀盘负载的添加。
摘要：本章主要内容包括 TBM 主机机构的三维零件参数化造型，围岩三维造型参数 化以及虚拟样机参数化。首先利用 VB 编程语言编写出主机机构零部件的参数化命令，并 生成参数录入界面；利用 ANSYS 的参数化编程语言编写出围岩的参数化模态中性体文件；
最后用 ADAMS 的命令流语言完成虚拟样机下的参数化建模。
3.1 三维零件建模参数化
当前的主流的三维软件，如 SolidWorks，AutoCAD，UG，Pro/E 等，这些软件都可以 提供二次开发接口（API）。因此在软件本身功能的基础上，用户可以根据特定的需求开发 出新的功能模块实现新的应用[48]。
三维软件所提供的 API 能直接调用软件自身的建模功能，并且直接在已有功能的基 础上开发出特定功能的软件模块，这是二次开发的最大特色。因此二次开发不再需要利用 界面操作去实现生成线、面、体等诸如此类的底层图形学算法，大大提高了工作效率。但 是我们也要注意到二次开发的局限性，因为开发平台接口的开发程度会对二次开发的自 由度有所限制，因此能实现的功能全部局限于软件提供的接口数量和功能。
SolidWorks 二次开发能实现的功能:
一种是完成与用户通过 SolidWorks 三维软件的交互界面调用效果相同的任务。例如 创建一个抽壳特征，用户通过调用工具栏命令中抽壳命令以生成一个抽壳特征；然而在 SolidWorks API 中，用户可以通过调用 FeatureManager 对象中的 FeatureExtrusion2 函数，
同样可生成一个抽壳特征。值得注意的是，SolidWorks API 中的绝大多数接口函数都对应 着软件交互界面中所提供的命令功能，因此，只要是 SolidWorks 主程序能完成的建模过 程，用户都能通过 API 调用来实现相应的功能。
另一种是只能通过调用 API 接口才能实现的功能，而这些功能是用户无法通过软件 的交互界面进行调用的。如 Feature 对象可以让用户访问 FeatureManager 设计树，再比如 Attribute 对象是一个只有 API 才有的对象，而软件界面中无法通过相应的交互操作来实现 与其相同的功能，因此也只有通过 API 接口函数才可以去访问或修改它。
3.1.1 SolidWorks 二次开发框架
SolidWorks 二次开发体系由以下五个部分组成：如图 3.1所示[49]。