基于知识的轴类零件设计系统的研究与开发

摘要

CAD技术的应用主要集中在两个方面：一个是计算机二维绘图和三维实体造型；二是性能分析和结构设计。CAD的绘图和三维造型技术已经得到了很好的发展，并且在实际工作中也得到了很好的应用。但是在性能分析和结构设计技术方面只是进行简单的一些静，动态力学分析计算，不能把知识(理论知识和经验知识)很好的应用到CAD技术中驱动产品设计的整个过程，即基于知识的智能CAD。 建立一个合理而有效的知识表达模型是智能CAD系统成功的关键。不同类型知识的特点采用相应的表达方式，在表达能力、推理效率和可维护性等方面综合考虑。机械产品设计由于其知识的多样性，复杂性和不确定性，难以找到合理的知识表达方式以构建合理的知识库系统。 本文采用了基于XML的知识表示方法。利用XML的自描述特征将数据的格式与内容相分离，创建特定的机械设计领域的标记语言，有效的表示了机械设计知识中的结构化，半结构化知识。并把传统的产生式、框架、语义网络等表示法融合到一起，采用DTD为知识库定义了独立的语法结构，构建了语法独立，与推理机分离的知识库系统。知识库易于维护和扩充，克服了传统的知识表示方法的不足。 本课题是基于JhSolid三维实体造型软件系统，在Windows平台上以VisualC++为开发工具，运用面向对象技术，采用XML语言表示知识，对三维CAD系统中的知识驱动方法进行了研究。系统充分利用CAD的交互式设计环境，使用基于XML的知识表示，采用启发式搜索推理策略，建立了推理效率高的推理应用程序，实现了集轴类零件的设计计算、校核计算和三维造型功能于一体的智能CAD系统。 JhSolid软件平台的基于知识驱动的轴类零件设计系统经过程序编制、调试和测试，证明该系统成功地实现了上述功能，验证了其方法的正确性与实用性。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及大连理工大学学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1课题研究的意义

1.2基于知识的CAD

1.2.1基于知识的CAD的发展

1.2.2基于知识的CAD的研究方向

1.2.3基于知识的CAD面临的挑战

1.3知识库系统的现状与发展状况

1.3.1知识库系统的发展背景

1.3.2知识库系统的研究热点

1.3.3知识库系统存在的问题

1.4本课题的任务

2系统的设计思想及整体结构

2.1系统的设计思想和特点

2.1.1知识驱动的CAD系统的构建的基本原则

2.1.2系统的设计思想

2.1.3系统的特点

2.2系统的总体架构

2.2.1系统的体系结构

2.2.2系统设计流程

2.3轴类零件特征的数据模型

3轴类零件设计知识库系统的建立

3.1轴类零件设计知识

3.2知识表示技术

3.2.1传统知识表示方法

3.2.2基于XML的知识表示

3.2.3 XML语言

3.3轴类零件设计知识表示

3.3.1轴类零件设计知识表示方法的选择

3.3.2轴类零件设计知识的分析

3.3.3确定知识的表示

3.3.4不确定知识的表示

3.4知识库系统

3.4.1知识库的组成和功能

3.4.2知识库系统的技术和要求

3.5知识库的构建

3.5.1知识的获取

3.5.2知识库的设计

3.5.3知识库的管理

4轴类零件设计系统中的知识推理

4.1 XML文档解析

4.2轴类零件设计知识文档解析

4.3基于面向对象的知识库推理

4.3.1面向对象的技术

4.3.2知识库的推理机制

4.3.3推理中的搜索方法

4.3.4轴类零件设计知识的推理

5轴类零件的三维造型

5.1 JhSolid三维造型系统

5.2轴类零件的三维造型

5.2.1二维特征到三维实体特征的映射

5.2.2轴类零件三维实体的构造

6系统的交互界面设计

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢