第11讲-特征造型与装配建模.ppt

1、第11课的特征建模和组件建模，华中科技大学CAD中心王瑞静，主要内容，特征的概念形状特征参数特征建模组件建模技术，特征的概念形状特征参数特征建模组件建模，11.1特征的概念，1，为什么需要特征建模？(1)从建构角度：几何塑型不符合工程师习惯。(2)从信息角度看：几何模型仅存储形状的几何信息。12.1特征的概念，特征建模是近20年发展起来的新建模方法，是CAD第三种技术(参数技术)革命的里程碑。因为其他应用程式可识别特征和萃取特征，所以会出现特征的其他定义，例如设计特征、制造特征等。其次，什么是特征建模？特征定义，一般定义：特征是零件或组合中具有特定造型和属性的一组相关几何图形实体，具有特定设计

2、或制造意义。还使用更严格的定义。特征是包含工程意义或意义的几何圆形形状。特征不再是普通的体素，而是封装各种属性和功能的对象。(例如一般体素、属性和功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能、功能)、特征范例、3、特征分类、产品生命周期内的设计特征(STEP产品模型)在产品功能中，可分为形状特征、精度特征、技术特征、材料特征、组件特征等。在复杂程序中，可以分为基础特征、组合特征、组合特征等。基于特征的零件信息模型，4，特征的角色，将特征引入CAD系统后，可充当三种茄子来表明设计意图。简化传统CAD系统中繁琐的建模过程。在高级别执行特定几何体元素包，如点、线、面。

3、主要内容、特征的概念形状特征参数特征建模组件建模、11.2形状特征、InteSolid形状特征、InteSolid形状特征(继续)、基于特征的实体建模过程、主要内容、特征的概念形状特征参数特征建模组件建模、和参数设计的前提条件是在设计对象的结构外观相对定型的基础上，使用参数集约束尺寸关系，对参数和设计对象的控制尺寸集有明确的对应关系。如果用户为参数指定不同的值，则可以获得不同大小和形状的零件模型，设计结果修改由尺寸驱动(最常用的一系列标准零件属于此类型)。11.3参数特征建模，参数设计的主要特征是基于特征(图形中的几何特征尺寸参数实体)的完整尺寸约束(考虑形状和尺寸组合，通过约束控制几何几何图

4、形)完整数据相关尺寸中心设计修改。参数技术系统更适合设计过程明确的工作。(1)基于整体尺寸约束的参数设计对设计师的创造力和想象力有很大的限制。(2)设计中的某些拓扑关系更改可能会导致某些约束丢失，从而导致数据混乱。2)参数设计的特征，3)变量设计的意义，变量设计允许原始图形和修改后的图形在结构上有所不同。其地图思想是，设计者在线性(制度设计)后可以采用尺寸设计方式，可以采用不完全尺寸约束，只提供必要的条件，在设计时采用并行解释策略，解决约束方程集，从而确定产品的尺寸和形状。也称为约束方程式驱动。变量设计可能会导致尺寸约束不足。设计者可以首先使用外观，然后使用尺寸设计方法，首先放置满足设计要求的

5、几何图元，而不考虑尺寸详细信息。设计过程相对松散。变量设计通过解决一组约束表达式(几何约束或工程约束)来确定产品的尺寸和形状。设计结果修改由约束方程式驱动。可变设计可应用于公差分析、运动机构曹征、设计最优化、初步方案设计选择等。变量设计的特点，4)两种茄子方法的比较，参数设计方法和变量设计方法是基于约束的设计方法中的两种茄子主要方法。两者起初相似，但技术差异主要在于约束方程的定义和解决方法不同。参数方法求解使用顺序求解策略，随后的元素求解取决于创建它的几何元素。解决过程不能反向进行。也就是说，解决是程序性的。参数方法对设计模型的整体修改有困难，很难调整约束从属关系和解决顺序。适用于完全序列化的

6、设计问题。这意味着不需要对设计方案进行重大更改，如序列化组件、内容库创建等。变量化方法实质上是一种并行解决方案策略，该策略将几何约束和工程约束同时连接起来，以确定产品的形状、尺寸和强大的功能。但是大型约束方程组整体解决的效率和稳定性不如参数方法。变量方法为处理设计对象提供了更好的灵活性和自由度。约束指定为门。也就是说，指定约束没有优先级，约束从属关系可以根据设计者的意图自由更改。语句的变量设计系统告诉计算机做什么，程序参数设计系统告诉计算机做什么。两者有机结合，可以徐璐参考，优势徐璐互补。参数或变量设计方法、工程师尺寸、几何约束(例如平行、垂直等)和工程约束(经常用关系和表达式表示)可以解决设

7、计时需要考虑的几何约束和工程约束等问题。其次，约束的基本定义和求解，设计问题实质上是约束满足问题(CSP)，即给定功能、结构、材料和制造的约束描述，以获取设计对象的详细信息。参数设计技术的核心是几何约束关系的提取和表达、几何约束的求解以及参数几何模型的构建。尺寸、几何约束和关系是参数设计过程中的三种茄子主要设计参数类型。用于显示尺寸轮廓中的元素长度、距离、半径、直径、角度等。几何约束限制元素之间的特殊关系，例如平行、垂直、水平、垂直、相切、共线、同心和固定。关系(或表达式)表示参数之间的数学关系，本质上是工程约束。几何约束在特殊情况下可视为尺寸转换。例如，如果两个圆的中心距离逐渐牙齿为零，则可

8、以将其视为重合约束。某些约束也可以视为徐璐其他元素尺寸之间的关系。例如，您可以将线与圆的切线视为线与圆的中心之间的距离等于圆的半径。通常，在可以使用几何约束表示时，建议不要使用尺寸和关系。约束对设计有更明确的意义。取消和添加约束意味着设计思想的更改。约束的变化常常引起轮廓的质量变化，由于尺寸，轮廓的杨怡变化。每次向截面轮廓添加一个有效尺寸时，截面轮廓的一个自由度减少，足够的尺寸数完全确定整个截面轮廓。尺寸的作用是限定个别图形元素的位置和形状。关系包含方程式(方程式)和不等式，一般而言，条件陈述式、谓词逻辑、脚本语言等都可以用作关系的延伸。通常，CAD系统应提供强大的尺寸、约束和关系的剪辑管理功

9、能。，CAD系统广泛采用基于参数的特征建模技术，并通过一组特征定义图形创建规则和相关约束。用户只需修改尺寸或约束，产品外观将自动更改。此外，通过使用基于历史的工艺模型记录整个特征定义历史和零件创建过程，可调整特征定义的顺序以更改设计方案，并可在不重新设计的情况下自动重新构建零件。目前，CAD系统中的约束求解技术大都应用了方程解释技术、图论技术、符号代数技术、几何推理和知识推理技术，实现了集成混合约束求解。解决CAD系统中约束的一般想法如下：常用的约束分析方法、基于草图特征的造型技术是最重要的特征造型方法之一。根据以下草图造型和扫掠规则(例如挤出扫掠、回转扫掠、一般扫掠等)，产生所需的3d特征本

10、体：草图特征通常定义为参考面上的参数二维工程图，可以使用二维约束求解技术进行工程图的参数更改，如果草图更改，生成的三维特征形状也将相应更改，从而可以根据参数思想快速修改特征形状。基于参数的草绘特征的特征建模过程可说明如下：3，参数特征建模，1)基于草图特征的建模技术，2)基于历史的特征建模，在三维CAD系统中，复杂零件体需要多个简单的特征体，通过布尔运算生成复杂的特征体。为了跟踪设计过程和修改设计方案，必须记录基于基于历史的特征建模方法的特征建模过程。在CAD系统中，通常由CSG树唱片特征定义历史和特征树(TreeView)显示给CCAD用户，例如右上角的虚线框。特征历史树，3)基于特征的同步

11、建模技术(UG)，基于历史的参数特征建模技术为CAD技术提供了巨大的驱动力并得到了广泛应用。但是，牙齿技术必须将特征规则严格应用于几何，才能有效地实现设计意图的更改。如果技术人员需要变更历史记录中的特征，系统必须删除所有后续几何模型，将模型恢复到中间特征状态，然后再次执行后续特征指令来重建模型。效率低下，并且经常拓扑意外更改会导致后续特征重组失败。此外，需要更改的特性越快，越容易出错，效率越低。同步建模技术的建议突破了传统的基于历史的参数特征建模中固有的体系结构障碍，通过在原始参数建模中打破逻辑、特征、图形模型体系结构、实时几何分析、位置互依关系、必要的几何图形和拓扑信息更改，显着提高了设计效

12、率。这些思想类似于早期几何体建模的直接局部操作思想和历史无关显示器建模(如工业设计软件Rhino或Alias)思想。但是，同步建模技术将当前特征建模技术与约束驱动技术合理结合起来，极大地提高了建模的便利性和灵活性。4) KBE，KBE技术的开放性，至今没有公认、完整的定义。KBE的基本内涵是以工程为导向，提高市场竞争力为目标，通过工程产品知识的继承、郑在玹、集成和管理构建工程产品的分布式开放式设计环境，获得创新能力的工程设计方法。KBE的特点是KBE不仅是知识处理过程，还包括知识继承、繁殖、集成和管理，以及产品创新设计的重要功能技术。KBE是一个集成的大规模知识处理环境，它不仅可以表示多种形式

13、的知识，还可以处理多应用程序领域的知识。KBE是工程产品整个生命周期的系统集成，是一种开放式体系结构，可为每个领域徐璐提供不同的解决方案。UG/KF，UG作为CAD/CAM/CAE的集成软件，侧重于整个产品开发过程(从概念设计到功能分析、工程绘图生成、数控代码生成和加工)。UG提供了一个基于知识的自动化解决方案，它将KBE系统与CAx软件系统完全集成。KDA是一个系统，可记录、重复使用工程知识，并驱动、创建、选取和装配相应的几何模型。牙齿解决方案包括知识文库(UG/KF)和一系列流程向导。5)行为建模(BM)是一种新的行为建模增强功能(面向目标设计的PTC专利技术，现有21，000多套产品在用

14、户现场发挥性能，使部件能够自适应地进行目标跟踪)。凸轮轴努力保持动态平衡。集装箱努力保持正确的体积。机构自适应可找到最适合性能和间隙目标的配合。在任何行业中，行为建模技术都将使Pro/ENGINEER成为设计过程的新力量，使用户能够以较低的成本获得更好的质量。模型建立最优化：最优化目标分析约束函数关系和分析设计变数设定、主要内容、特征的概念造型特征参数特征塑型组合塑型、11.4组合塑型技术、组合塑型：将电脑中的各种0、组合合并以形成完整组合的程序。12.4装配建模技术，1，装配建模的关键技术1)装配约束技术，(1)装配约束装配建模过程是限制零件自由度的过程，限制零件自由度的主要手段是对零件施加

15、各种约束。(2)组合约束类型常用的约束类型包括贴合、对齐、同轴、等向平行等。(3)约束状态未完全约束。完全约束或固定过度约束或过度定义。约束不足或未定义。首先，组件建模的关键技术1)组件约束技术，(1)组件约束组件建模过程是限制零件自由度的过程，限制零件自由度的主要手段是对零件应用各种约束。(2)组合约束类型常用的约束类型包括贴合、对齐、同轴、等向平行等。(3)约束状态未完全约束。完全约束或固定过度约束或过度定义。约束不足或未定义。11.4组件建模技术，1，组件建模的关键技术1)组件约束技术，(4)规划组件建模的组件约束计划时，通常要注意以下约束规则：根据机器的物理组件关系设置零件之间的组件关

16、系。对于运动机构，请根据运动的传递顺序设定组合关系。对于没有相对运动的零件，建议实施完整约束，以避免几何图形保持在原位，但实际上约束不足的不确定组合现象。根据零件之间的实际组合关系建立约束模型。使两个装配平面徐璐平行(法线)，并徐璐以相反的方向贴紧。您也可以输入位移值，使两个平面远离特定距离。重合、零距离重合、距离重合、(5)装配约束建模、对齐、使两个部件平面徐璐重合，并朝着(法向)的方向紧贴。您也可以输入位移值，使两个平面远离特定距离。对齐两个顶面、向上固定距离、选取两个顶面对齐、选取插入的组合约束类型，以加快一般孔和轴线之间的组合。插入、选取轴和孔曲面、完成组件插入、选取坐标系的组件约束类型，即通过对齐两个组件的绘图坐标来装配零件。组装时，只需选取两个组件中的对应座标系。接触控制两个平面或两个曲面的接触，以使用装配面之间的相切，该相切可以是装配的接触点或接触边。直线上的点使用组件中的边、轴或基准曲线放置组件。使用组件平面或曲面上的点接触装配的坐标系。使用组件平面的边界或曲面上接触组装曲面上的边。自动牙齿组合约束类型是系统预设组合约束。如果设计师未选取要使用的组合约束，则根据组合期间选取的组合面的性质，会自动提供相关约束。，曲面上的点，11.4组件建模技术，1，组件建模的关键技术2)组件树管理技术