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造型系统相比，参数化设计更符合实际工程设计习惯，因为在实际设计的初期阶段，设计人员关心的往往是零部件的大致形状和性能，对精确的尺寸并不十分关心，特别是在系列化设计中，参数化造型技术的优点就更加突出。
设计过程可视为约束满足的过程,设计活动本质上是通过提取产品有效的约束来建立其约束模MY并进行约束求解。设计活动中的约束主要来自功能、结构和制造二个方面。功能约束是对产品所能完成的功能的描述;结构约束是对产品结构强度、刚度等的表示;制造约束是对制造资源环境和加工方法的表达。在产品设计过程中将这些约束综合成设计目标，并将它们映射成为特定的几何/拓扑结构，从而转化为几何约束。所谓几何约束就是要求几何元素之间必须满足某种特定的关系。将几何约束作为构成几何/拓扑结构的几何基准要素和表面轮廓要素，可以导出各种形状结构的位置和形状参数，从而形成参数化的产品几何模具产 品的几何约束主要包含拓扑约束和尺寸约束两方面。拓扑约束是对产品结构的定性描述，它表示几何元素之间的固定联系，如对称、平行、垂直、相切等，这些关系拟抽象为点、边、面间等九类有向关系每一类关系有相应的谓词，包括“相同”、“平行”、“垂直”、“相交”、“偏移，’等。尺寸约束则为特征勺L何元素间相对位置的定量表示，如各种距离、两线夹角、圆的半径等。尺寸约束是参数化驱动的对象，其不仅可以变动，而且需要标注和显示。尺寸约束可表征为一组基本参数且具有与产品结构层次相对应的层次性。产品特征模型中高层约束是形状特征之间的形位关系;几何元素之间的约束，则是低层约束的封装;高层约束需通过低层约束来实现。参数 驱 动 中约束方程的求解或尺寸链的推导是难点、如何保证在各种情况下都得到稳定的解，尚未得到完全的解决。
目前，解决参数驱动中约束的方法主要有如下几种：(1)基于几何约束的变量几何法；(2 )基于几何推理的人工智能法；(3 )基于构造过程的构造法；(4 )基于辅助线法。上面 介 绍 的几种方法目前应用较为广泛，但儿何推理法采用谓词描述约束，而且采用专家系统进行推理求解，效率低，难以满足交互绘图的要求。构造法通过对造型过程的记录，记下几何元素的生成顺序及其相互间的关系，当用户修改参数时，系统按原来的造型顺序和几何元素之间的关系重新构造设计过程，构造法能够克服前面两种方法的不足，但要求用户严格遵守一定的造型顺序，缺乏灵活性。另外，对隐含约束、过约束、约束不足的处理既是参数化技术的关键问题，又是没有得到很好解决的问题。因此为了解决这些问题，有许多人提出了一些新思想和新技术吴睿等提出了约束分离的参数设计方法，他们把几何图形的结构约束同尺寸约束分离开来，并通过记录用户所生成几何图形的特征点坐标，形成几何图形的结构约束数据，他们认为当用户形成图形时，结构约束已经形成(是隐含的)，所以通过特征点的记录可以方便地反映隐含的约束。用户修改几何约束之间结构关系的过程是通过施加结构约束完成的，在修改过程中，系统通过一定的算法改变特征点的坐标，形成新的结构约束。当几何体的结构约束确定之后，再通
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过尺寸的变化驱动图形的变化。约束分离的特点是修改结构约束时，不考虑尺寸的影响。而在尺寸过程驱动中保持结构约束不变。
1978年麻省理工学院机械工程系的一篇《CAD零件的特征表示》揭开了特征设计的序幕。自20世纪80年代以来，基于特征设计的方法已被公认为是解决产品开发与过程设计集成问题的有效手段。特征是具有工程含义的几何实体，它表达的产品模型兼含语义和形状两方面的信息，而特征语义包含设计和加工信息，它为设计者提供了符合人们思维的设计环境，设计人员不必关注组成特征的几何细节，而是用熟悉的工程术语阐述设计意图的方式来进行设计。因此基于特征的设计越来越广泛地应用于参数化设计中。基于特征 参数化方法意在将基于特征设计方法与参数化技术有机地结合起来，实现对多种设计方式(白顶向下或自底而上等)和设计形式〔初始设计、相似设计和变异设计等)的支持。
在 SolidWorks 软件开发中，参数化设计方法的研究已成为研究和开发的热点，但目前的所有软件还没有)一分完美地解决现今存在的一些问题。随着各种参数化技术的相互融合，各种新技术的不断发展，相信最终会出现能较完美实现参数化功能的技术。
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1 液压缸设计
1.1基于VBA的SolidWorks 的二次开发概述
SolidWorks 是一款非常优秀的三维制图软件，易学易用，目前是市场份额增长最快、技术发展最快、市场前景最好、性能价格比最优的软件。在全球销量已达到30万套，排名处于3D CAD软件销售榜首，遥遥领先与其他同类产品。一套基于Windows 的CAD 桌面集成系统,是由美国SolidWorks 公司在总结和继承了大型机械CAD 软件的基础上,在Windows 环境下实现的第一个机械三维CAD 软件。SolidWorks 的基本特性与以前的桌面CAD 机械设计系统相比较具有以下特性： 1.具有强大的实体建模功能和直观的Windows用户界面； 2.具有独特的特征管理员历史树； 3.双向关联的尺寸驱动机制；
4.支持Internet 技术，实现数据共享；
5.提供了VB、VBA(宏记录)、Visual C++、Delphi等支持OLE(Object Linking and Embedding, 对象链接与嵌入)或COM（ComponentObject Model,组件对象模型）的开发语言接口用于SolidWorks 的二次开发,创建出用户定制的专用SolidWorks 功能模块。
虽然SolidWorks 所提供的功能非常强大，但要使其在我国企业中真正发挥作用，使常用的或重复的任务自动化，提高效率，就必须对其进行本地化、专业化的二次开发工作，而且这在虚拟工程中也是十分必要的。
在Microsoft Office中，所有使用宏的应用程序都共享一种建立在BASIC语言之上的通用宏语言，Microsoft首先在Word For Windows中应用了宏语言。但是，这种依靠应用程序自身的宏语言有很大的局限性，因为某个应用程序的宏语言只能适用于宏自，而对其他应用程序却是无效的，大多数宏语言本身功能不够强大，也不够灵活，要想对应用程序进行操作或调用其中的功能都是非常困难的事情。1993年，Microsoft首先推出一种可以被多种程序共享的、针对程序内部可编程的，通用的可视化程序编程语言。
Visual Basic for Applications(Microsoft Ofiice软件的通用语言，简称VBA)。VBA不能被归类于“程序语言”,它虽然具有十分完整的程序语言基本结构，事实上，它提供的不单单知识程序，而是对Microsoft Office各种软件功能的一种综合控制。因此，相对于Visual Basic For Windows而言，Visual Basic for Applications算是一种面向用户的控制语言。除此之外，VBA还具有应用程序生成器的特征，因为用户只要将想自动化的操作记录成宏，就可以直接产生宏程序代码（言外之意即以后不必在费事编写程序，只需把操作过程记录下来，就会自动生成编码）。VBA是一套完整的应用程序
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开发环境，它为用户和开发人员提供了一种应用程序间通用的程序语言，减少了学习时间和费用。而且VBA也为开发人员提供一种开发方法，用于开发集成多个应用程序系统。可以认为VBA是非常流行的程序程序开发语言VB的子集。实际上VBA是“寄生于”VB应用程序的。在Microsoft Ofiice中，所有的应用程序都可以用VBA，不想多花时间学习VB的用户，可以直接拿附加在软件中的VBA来应用，从而实现繁琐、机械的日常生活自动化，提高用户办公效率。
VBA的主要特点来源于两方面：首先是和VB有着几乎相同的开发环境和语法，具有功能强大和易于掌握的特点；再者在于它面向对象的功能，即它的针对性非常强，使其结构简洁，代码运行效率非常高。 1.1.1宏的应用
任何支持OLE和COM的编程语言都可以作为SolidWorks的开发工具。SolidWorks二次开发分两种，一种基于自动化技术的，一种COM。COM技术可以使用最多的SolidWorks API，并可以控制SolidWorks运行的方式。最最简单的开发工具VBA。VBA最常用的方法就是录制宏。几乎每一个可以用键盘和菜单命令完成的动作均能被宏记录下来，然后对不同的数据进行同一批操作。记录宏把需要用户重复化的工作自动化了。 宏是一系列命令的集合，相当于DOS下的批处理。你可以录制使用SolidWorks用户界面的执行操作，然后用SolidWorks宏重新执行这些处理。宏所包含的调用相当于使用用户界面时，对API的调用。通过记录宏和交互式的执行任务，可以在所需的代码上获得命令和语法上的飞跃。在写任何代码之前，记录宏用着工程的基础。当向程序添加功能时，返回到Solidworks，记录添加的宏。然后剪切和粘贴记录的宏到你的应用代码中，这样做即使对最先进的程序也是有益的。
在SolidWorks中调用宏。单击【视图】→【工具栏】→【宏】菜单命令，或使用右键单击SolidWorks工具栏上任何位置，在弹出的菜单中选择【宏】命令，可显示宏工具栏。
1.2液压缸的一般设计
一部现代机器，如果不是以行走为工作目的，它通常由机架、原动机、传动装置和工作机构四个主要部分构成，其中机架为载体，原动机的作用是进行能量形式的转换，为机器提供适当形式的动力，传动装置的作用是进行动力的传递，工作机构即执行机构，其作用是消耗能量而做功。如果原动机将其他形式的能转换成液压能，执行元件消耗液压能而做功，则称为液压机械（或液压机）。液压机械的执行元件即做功元件是液压马达和液压缸。液压马达和液压缸是通用化和标准化程度很高的液压元件，用户或设计者在研制一部新的液压机械时，应尽量选择标准化的液压元件，以避免金钱的浪费和时间、精力的消耗。但由于使用要求的千差万别，液压元件的专用化设计是不可避免的，其中
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以液压缸设计居多。这是由于液压缸配置的灵活性、设计、制造比较容易、维护比较方便的特点决定的。因而，相对其他液压元件而言，液压缸的设计是极为常见的，这也是工程技术人员必须具有的一种基本技能。 1.2.1液压缸结构分析和优化的发展状况
液压缸能与各种传动机构相配合，完成复杂的机械运动，所以应用范围很广。其中在工程机械、 矿山机械上的用量最大，其次是金属切削机床、锻压机床、注塑机，在船舶、飞机、农业机械、冶金设备及其他自动化设备和装置中也大量应用。近年来，国内外发表了不少论文，研究了液压缸的稳定性、可靠性、强度和局部应力、液压缸的运动特性、缓冲理论和液压缸的寿命等问题。本文将针对液压机上用的液压缸进行讨论。 液压缸是液压机的主要部件，它的作用在于把液体压力能转换为机械功。高压液体进入缸内后，作用于活塞 ( 柱塞)上，经活动横梁将力传到工件上，使工件产生塑性变形。
液压缸制造工艺复杂，对材料、表面质量、加工精度要求很高，同时价格昂贵，少则几万元，多则几十万、上百万元，因此对液压缸的设计要十分慎重。在生产应用中，液压机的工作缸常由于以下几个设计方面的原因，导致其过早损坏。
( 1 )由于结构尺寸设计不合理，法兰高度太小或法兰外径过大，而使局部应力过高。某台200000锻造液压缸，其法兰高度仅为缸壁厚度的l.1倍，法兰处计算应力超过250MPa ，工作1 -2 年后， 两个缸先后破裂。 更换新缸时,增大了法兰高度，减小了法兰外径，使用多年未坏。
( 2 )从缸壁到法兰的过渡区结构设计不合理，也会引起很大的应力集中。如一台6300kN液压机的工作缸，由于法兰过渡圆弧半径仅为4mm，使用不久就出现裂纹，裂纹扩展后，整圈法兰断裂脱落。为避免此种情况，可以对法兰处的过渡形线进行优化设计，选择能降低应力集中系数的形线。
( 3 ) 从缸底到缸壁的 过渡区产生弯曲 应力并有应力集中， 此处圆弧半径太小是缸底破裂的主要原因之一， 一般不应小于液压缸内直径的1 / 8。有几台液压缸的缸底圆弧半径分别为液压缸内直径的1/12.7 ,1/10 和1/9，结果液压缸均曾在缸底破裂。因此，正确合理地设计液压缸是至关重要的。 在传统设计中，液压缸的分析计算采用材料力学和弹性力学方法，并对受力情况作若干假设，但传统的弹性力学计算方法由于模型简单，所作的假设不能精确地反映实际情况，并且应力计算没考虑局部应力场的影响，所以误差较大。因此， 学者对此作了许多研究和改进， 提出了一些新的弹性力学计算方法，其中，对经常破坏的法兰和缸底过渡区研究最多。
新的液压缸强度分析理论和方法己逐步趋于实际应力应变情况，但它只能对液压缸的某个局部进行分析，工程应用中常常需要知道整个液压缸的应力分布情况，因此，需
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