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基于设计重用的离线式建模求解器的设计与实现

作　者: 郑桂荣
导　师: 史俊友
学　校: 青岛科技大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: 设计重用 CAD技术参数化约束离线式
分类号: TH122
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

今天，CAD技术已经在制造业得到广泛的应用，但绝大多数企业仅仅是用电子图板代替了手工绘图，对长期设计过程中积累下来的宝贵设计资源并没有很好的高效的利用，形成大量的“工程哑图”。目前，参数化作为CAD领域一项关键技术发展很快，利用参数化技术对“工程哑图”进行有效的识别和理解，根据设计需求准确高效的对这些宝贵的电子资源进行重复利用，可以减少设计过程中的大量的重复性工作，提高设计效率，进而降低产品的设计成本。本文在山东省基金项目的支持下，围绕当前制造业采用CAD技术带来的一系列问题，以解决企业如何利用长期积累下来的“工程哑图”为主线，以提高设计效率，缩短产品设计周期为最终目的，具体做以下工作。 (1)．结合CAD技术的发展，以及制造业对CAD技术的应用状况和面临的问题，根据CAD技术的国内外发展状况，提出了解决问题的方案。 (2)．综述了设计重理论的基本定义、重用模型、层次结构、关键技术以及设计重用的基本特征，以作为建模求解器的理论基础和理论指导。 (3)．研究了基于约束的参数化技术、约束的自动识别技术，给出了几何推理的基本原理，设计了动态全局数据库和几何推理规则，具体给出离线式参数化的定义以及离线式参数化的过程约束管理。 (4)．在基础理论的指导下，从总体上设计了离线式建模求解器，包括几何约束模型的设计、接口的设计、前处理的设计、求解过程的设计、后处理的设计以及开发环境的选择。 (5)．根据总体设计的框架，详细地设计了系统的各个模块，给出了相关模块的数据结构描述、算法描述、算法流程图以及对应的图解说明和文字描述。结合几个典型的工程图例，给出了离线式建模求解器的典型应用过程。 (6)．总结本文的内容，对下一步的工作提出建议。

全文目录

第一章绪论  9-15
  1.1 选题的背景及选题的意义  9-11
    1.1.1 选题的背景  9-10
    1.1.2 选题的意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 课题研究的内容  13-14
  1.4 本章小结  14-15
第二章设计重用的基础理论  15-21
  2.1 前言  15
  2.2 设计重用的基本定义  15
  2.3 设计重用的建模  15-17
    2.3.1 设计重用的过程模型  15-17
    2.3.2 支持设计重用的历史建模  17
  2.4 设计重用的层次和类型  17-18
    2.4.1 设计重用的层次  17-18
    2.4.2 设计重用的类型  18
  2.5 设计重用的关键技术及相关技术  18-19
    2.5.1 设计重用的关键技术  18-19
    2.5.2 设计重用的相关技术  19
  2.6 设计重用的基本特征  19-20
  2.7 机械产品设计过程中工程哑图的重用  20
  2.8 本章小结  20-21
第三章离线式建模求解器的设计原理  21-44
  3.1 基于约束的参数化技术原理  21-29
    3.1.1 约束的定义  21-22
    3.1.2 约束的分类  22-25
    3.1.3 约束的属性  25
    3.1.4 工程图形的约束表示原理  25-27
    3.1.5 约束的驱动原理  27-29
  3.2 离线式参数化定义  29-30
  3.3 约束自动识别原理  30-35
    3.3.1 约束自动识别的定义  30
    3.3.2 约束的自动识别技术  30-35
  3.4 建模器约束识别的性能评价  35-36
  3.5 几何推理的原理和方法  36-41
    3.5.1 几何推理的基本原理  36-38
    3.5.2 动态全局数据库的设计  38-40
    3.5.3 几何推理规则的设计  40-41
  3.6 离线式参数化的基本过程  41
  3.7 约束的管理  41-43
  3.8 本章小结  43-44
第四章离线式建模求解器的总体设计  44-50
  4.1 几何约束模型的总体设计  44-46
    4.1.1 约束模型的相关定义  44
    4.1.2 几何约束模型的表示  44-46
  4.2 系统的体系结构  46
  4.3 建模求解器的设计流程  46-48
    4.3.1 与CAD系统的数据接口设计流程  47
    4.3.2 求解器的前处理设计流程  47-48
      4.3.2.1 数据链表的设计流程  47
      4.3.2.2 结点网络图的设计流程  47-48
    4.3.3 建模求解器求解过程的设计流程  48
    4.3.4 建模求解的后处理设计流程  48
  4.4 建模求解器的开发环境  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章离线式建模求解器的详细设计与实现  50-87
  5.1 建模求解器的数据结构的设计  50-55
    5.1.1 X坐标类和 Y坐标类的设计  50-51
    5.1.2 半径类的设计  51
    5.1.3 结点类设计  51-53
    5.1.4 直线类的设计  53-54
    5.1.5 圆和圆弧类设计  54
    5.1.6 尺寸类的设计  54-55
  5.2 建模求解器数据接口设计与实现  55-58
    5.2.1 接口属性的定义  55-57
    5.2.2 数据转换的设计与实现  57-58
    5.2.3 其他相关的接口函数  58
  5.3 求解器前处理的设计与实现  58-75
    5.3.1 数据链表的设计与实现  58-63
    5.3.2 结点网络图的设计与实现  63-75
  5.4 建模求解器的求解过程的设计与实现  75-83
    5.4.1 推理规则库的设计与实现  75-80
    5.4.2 建模求解器求解过程的算法描述  80-83
  5.5 建模求解器的后处理的设计及实现  83-86
    5.5.1 符号约束及制造的求解  83-85
    5.5.2 特征参数的转换  85-86
    5.5.3 工程图形的重建  86
  5.6 本章小结  86-87
第六章应用实例  87-103
  6.1 AutoCAD平台下建模求解器的设计实例  87-94
    6.1.1 AutoCAD平台的选择  87-88
    6.1.2 AutoCAD对象模型概述  88-89
    6.1.3 与AutoCAD平台的API接口的C#实现  89-90
    6.1.4 AutoCAD下的图形数据的提取  90-94
      6.1.4.1 AutoCAD选择集的构造  90-91
      6.1.4.2 标注点信息的获取  91
      6.1.4.3 从AutoCAD图形中获取数据  91-94
  6.2 应用图例  94-102
    6.2.1 与圆弧相关的变动设计实例  94-99
      6.2.1.1 多个相同圆弧、圆的变动设计处理  94-96
      6.2.1.2 直线与圆弧相切变动设计处理实例  96-99
    6.2.2 综合实例  99-102
  6.3 本章小结  102-103
第七章结论与展望  103-105
  7.1 全文总结  103-104
  7.2 工作展望  104-105
参考文献  105-110
致谢  110-111
攻读学位期间发表和已录用的学术论文  111
攻读学位期间参加的科研项目  111

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