【摘要】：本學(xué)位論文在特征造型技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種全新的造型技術(shù)——基于結(jié)構(gòu) 特征的結(jié)構(gòu)造型技術(shù)。它是通過建立基于配合和聯(lián)結(jié)等工程約束關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)特征 體系,支持在裝配環(huán)境下直接進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能統(tǒng)一零件模型與裝配模型的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)的一種全新的造型技術(shù);本項(xiàng)目的研究獲得了國家“863 計(jì)劃”資助。 通過提取和預(yù)定義機(jī)械結(jié)構(gòu)中普遍存在的結(jié)構(gòu)特征,支持以結(jié)構(gòu)為應(yīng)用基礎(chǔ)的結(jié) 構(gòu)造型技術(shù),使結(jié)構(gòu)特征能在更高層次上反映設(shè)計(jì)意圖。結(jié)構(gòu)造型技術(shù)的引入避免了 在零件模型和裝配模型之間建立復(fù)雜的約束特征(裝配約束)模型,完善了特征模型 表示方法,改進(jìn)了幾何實(shí)體拼合與表示方法,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率 提出了基于三元組 F(ASF, PSF, EC)模型的結(jié)構(gòu)特征定義方法,詳細(xì)討論三元組模 型中各元素的作用和語意;根據(jù)結(jié)構(gòu)特征的三元組模型給出了擴(kuò)展結(jié)構(gòu)特征的三層模 型:基本層、復(fù)合層(即基本層對象的組合)和擴(kuò)展層;建立了基于宏語言的產(chǎn)品特 征依賴關(guān)系圖和結(jié)構(gòu)特征的定義方法,解決了結(jié)構(gòu)特征表示的問題。 深入研究了結(jié)構(gòu)特征預(yù)定義的方法和預(yù)定義結(jié)構(gòu)特征的存儲(chǔ)和管理技術(shù),建立了 結(jié)構(gòu)特征圖庫;討論了結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計(jì)過程模型,提出了基于宏語言的預(yù)定義結(jié)構(gòu)特 征模型的解釋算法,實(shí)現(xiàn)了圖庫中預(yù)定義結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計(jì)應(yīng)用;討論了基于結(jié)構(gòu)造型 的特征模型的管理和維護(hù),開發(fā)了基于設(shè)計(jì)歷史的結(jié)構(gòu)特征模型維護(hù)算法。 討論了結(jié)構(gòu)造型技術(shù)在協(xié)同設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助裝配順序規(guī)劃方面的擴(kuò)展應(yīng)用問 題。通過建立參數(shù)化基準(zhǔn)設(shè)計(jì)模型,在概念設(shè)計(jì)階段構(gòu)建產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)特征模型,利 用 PDM 系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)基于“推式”的協(xié)同設(shè)計(jì),支持由于產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)特征模型 的變更而引發(fā)的零部件結(jié)構(gòu)模型的自動(dòng)化維護(hù)和更新。通過獲取設(shè)計(jì)模型中的結(jié)構(gòu)特 征工程約束信息,可以自動(dòng)建立裝配順序約束模型,支持計(jì)算機(jī)輔助裝配順序規(guī)劃, 使基于結(jié)構(gòu)造型的三維 CAD 系統(tǒng)較方便地?cái)U(kuò)展應(yīng)用于這個(gè)領(lǐng)域。 主持開發(fā)了一套基于結(jié)構(gòu)造型的商品化機(jī)械三維 CAD 軟件,通過了科技成果鑒 定和國家軟件評測中心組織的軟件測試,通過市場推廣應(yīng)用驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)造型技術(shù)的可 行性和實(shí)用性。
【圖文】：

（1）特征編碼特征編碼就是對幾何拓?fù)鋵?shí)體進(jìn)行唯特征對象。在建立特征編碼規(guī)則時(shí)，需要針環(huán)、面、塊、體，，分別建立不同的編碼規(guī)FaceIDS( FeatIDPathIDTypeID)sweep = 。標(biāo)識(shí)；PathID 表示平掃所經(jīng)過的路徑個(gè)數(shù)TypeID 表示特征面類型標(biāo)識(shí)。關(guān)于特征編（2）建立 MAT根據(jù)特征編碼，將工程約束（尺寸約束建立基于特征編碼的 MAT（參見表 1.1）。f2圖 1.1 說明特征造型的簡單實(shí)例

模型表示體素的構(gòu)造過程的方法稱為語義造型（Semantic Mode是通過對幾何模型中的幾何要素定義工程屬性而建立起來的一型的維護(hù)是通過對幾何要求屬性的有效性維護(hù)實(shí)現(xiàn)的。例如，將，則它的屬性將不再受孔的構(gòu)造方法和構(gòu)造歷史的影響而改變。比，BSM 具有以下優(yōu)點(diǎn)。小計(jì)算開銷。當(dāng)修改或刪除一個(gè)特征，需要重新模型，這樣就于歷史的模型計(jì)算開銷，這個(gè)開銷基本上與模型大小成一定比例為了減小計(jì)算開銷，或者采用在造型步驟中通過存儲(chǔ)中間 B-rep儲(chǔ)造型歷史步驟中幾步和采用回滾（Roll Back）機(jī)制的方法減小都不能從根本上解決計(jì)算開銷問題。免特征干涉。因?yàn)殪o態(tài)的操作優(yōu)先順序是重建基于歷史模型的的模型不能保證特征的語義不變化，即不發(fā)生特征形狀的干涉。的實(shí)例中，現(xiàn)有模型如圖 1.3b 所示，當(dāng)重建順序?yàn)閳D 1.3a：底座，可能會(huì)出現(xiàn)圖 1.3d 的情況；當(dāng)重建順序?yàn)閳D 1.3c：底座－盲型就可能會(huì)出現(xiàn)圖 1.3e 的情況。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TH122

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2602233