基于约束的参数化设计及关键技术的研究

摘要

该文首先简述了国内外基于约束的设计领域的最新动态和研究成果,总结了基于约束的CAD系统应具备的功能要求和发展趋势.然后对系统前置处理、参数化约束建模、约束求解等技术进行了分析讨论,提出了CAD中设计过程参数化的概念,认为设计过程参数化是图形参数化的高级阶段,同时描述了在图形参数化的基础上引入工程约束实现设计过程参数化的方法和途径.以此为基础,对引入工程约束后的设计参数化的数据结构进行了讨论.随后,通过对以Solid Edge软件实现虚拟装配的分析,引出了一种面向工程图的基于自由度分析的几何推理方法.最后介绍了利用Auto LISP软件进行卫生间平面图参数化绘制的程序驱动方法.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1关于本项研究中的一些概念

1.1.1“参数化绘图”概念辨析

1.1.2二维和三维参数化设计的讨论

1.1.3产品的系列化设计

1.2课题的提出和研究内容

1.2.1 课题的提出及意义

1.2.2本项课题研究的内容

第二章参数化设计技术发展现状及前景

2.1基于约束的参数化设计方法实现方案

2.1.1非直接式参数化设计方法

2.1.2人工交互参数化设计方法

2.2国外主要CAD系统的参数化技术特点

2.3发展趋势

第三章系统前置处理

3.1系统总体结构设计

3.1.1设计计算

3.1.2图形及图形参数的提取

3.1.3图形参数的管理

3.2系统前置处理

3.2.1参数化设计中应满足的基本特征

3.2.2图形信息的提取方法

3.2.3图形信息的处理方法

3.3尺寸的识别理解

3.3.1尺寸对图形的约束

3.3.2尺寸的相互约束

3.3.3尺寸的基本特征

3.3.4尺寸字符串的组成

3.3.5尺寸识别算法

第四章参数化约束建模

4.1基于约束的实体造型

4.1.1约束的定义及类型

4.1.2约束的层次结构

4.1.3约束建模

4.1.4过约束与欠约束的约束建模

4.2三维实体造型

4.2.1立体的描述

4.2.2几何信息表达

4.2.3几何约束

4.3图形参数化引入工程约束实现设计过程参数化

4.3.1引入工程设计约束后的数据结构

4.3.2工程设计约束的引入方法

4.3.3转化处理程序的功能需求

第五章参数化约束求解

5.1尺寸驱动

5.1.1结构约束驱动

5.1.2约束合法性检验

5.1.3参量图符设计方法

5.1.4尺寸驱动

5.2约束驱动

5.2.1约束驱动机理

5.2.2约束驱动的实现

5.2.3相关参数驱动

5.2.4三视图联动

5.3几何推理

5.3.1几何推理方法

5.3.2推理算法

5.3.3参数变动处理

5.4约束模型的求解

第六章参数化装配设计

6.1在SolidEdge中实现虚拟装配

6.1.1虚拟装配与CAD系统的关系

6.1.2 Solid Edge中零部件位置姿态描述

6.1.3虚拟装配演示实现技术

6.2装配模型的形式化描述

6.2.1装配关系的描述

6.2.2定位关系的建立

6.2.3装配模型的形式化描述

6.3装配模型的建立

6.3.1装配图处理基本模式

6.3.2自底向上方法

6.3.3自顶向下方法

6.4三维装配约束求解的几何推理法

6.4.1三维几何约束满足

6.4.2自由度分析

6.4.3约束求解

第七章用AutoCAD软件实现二维参数化

7.1 AutoCAD环境下图形参数化的实施

7.1.1分析各实体的关系

7.1.2确定尺寸约束

7.1.3重建图形

7.1.4图形参数化的一些编程问题

7.1.5图形实体连接次序遍历过程

7.2参数化程序设计的基本过程

7.2.1创造原始图形，确定图形参数

7.2.2由专业设计知识确定具体结构参数

7.2.3设计图纸和文档的生成

7.2.4数据库的使用

7.3卫生间平面布置图的参数化绘制

7.3.1设计步骤

7.3.2后期处理

第八章结论和建议

参考文献

致谢