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工程CAD中模板技术的研究和应用

作　者: 田景成
导　师: 刘慎权；唐卫清
学　校: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
专　业: 计算机应用技术
关键词: 计算机辅助设计工程设计工厂设计钢结构设计配管设计模型模板工程模板工程约束分类归并规则流程节点基本节点
分类号: TP391.72
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
下　载: 298次
引　用: 12次
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内容摘要

工程CAD是计算机辅助设计领域的一个重要分支，它涉及石油、化工、建筑、纺织、桥梁、公路等众多领域，具有广泛的应用价值。目前，工程CAD技术有了很大的发展，许多商品软件不断推出，但越来越普遍和复杂化的应用要求，给一些传统的方法和理论带来了挑战。本文在分析了工程设计的特点和现有工程CAD技术、软件的基础之上，提出了基于工程模板的工程CAD方法，具体创新如下：提出了工程模板的概念。研究了模板在计算机领域中现有的应用，在此基础上给出了工程模板的形式化定义，并分析了工程模板的特征。工程模板的特性与工程CAD的特点相吻合，可以很好的处理复杂的工程设计对象。提出了基于工程模板的工程CAD方法。用工程模板可以处理各种复杂的工程对象，及时响应不断增长的应用要求，使设计过程和设计结果完全满足国家、行业标准，充分体现工程设计专家的设计思想和设计逻辑；工程模板支持不同专业间的信息交换，支持各专业的协同工作，而且通过它可以实现设计对象的并行设计。研究了将工程模板应用到工程设计中必须解决的问题。根据问题的特点提出一种满足工程约束和工程设计人员习惯的分类方法以建立模板层次、分解问题，并综合考虑实现难度、用户要求等因素决定模板的实现层次，最后在实现层次上提炼出工程对象的设计规则、标准和需要响应的用户要求。以PDSOFT钢结构设计系统中的节点设计为背景，提出了一套基于工程模板的问题分解和分类方法。通过将节点分解成为基本节点，将基本节点拆分成上翼缘、腹板和下翼缘，将型钢、连接手段等按照工程约束分类，使节点类型和设计难度得到迅速衰减，并得到了节点设计求解的方法。以节点模板为单位，提出了一套全面的、合理的和有效的钢结构节点设计规则，解决了钢结构节点设计这一未被其它设计方法很好解决的问题。

全文目录

独创性声明  2
关于论文使用授权的说明  2-3
摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-20
  1.1 CAD  9-10
  1.2 工程 CAD  10-11
  1.3 工程 CAD软件概述  11-14
    1.3.1 国外工程 CAD设计软件概述  11-12
    1.3.2 国内工程 CAD软件概述  12-13
    1.3.3 现有工程 CAD软件的分析  13-14
  1.4 工程 CAD设计技术  14-18
    1.4.1 现有工程 CAD方法  15-17
    1.4.2 现有工程 CAD方法分析  17-18
  1.5 本文工作  18-20
第二章模板  20-40
  2.1 模板的来历  20
  2.2 模板在计算机领域中的应用  20-27
    2.2.1 办公自动化软件中的模板  20-22
    2.2.2 Visio作图中的图形模板  22-23
    2.2.3 程序设计语言中的模板  23-25
    2.2.4 知识框架  25-26
    2.2.5 CAD中的模板  26-27
  2.3 工程模板  27-30
    2.3.1 工程模板的定义  27-29
    2.3.2 工程模板的性质  29-30
  2.4 工程模板的特点  30-37
    2.4.1 工程模板和对象  31-33
    2.4.2 工程模板和组件  33-34
    2.4.3 工程模板和 Agent  34-35
    2.4.4 工程模板和特征  35-36
    2.4.5 工程模板和其它领域模板  36-37
  2.5 工程模板和工程 CAD的结合  37-38
  2.6 工程模板的实现  38-40
第三章钢结构节点模板  40-73
  3.1 钢结构工程背景  40-42
    3.1.1 钢结构  40-41
    3.1.2 钢结构的设计流程  41-42
  3.2 钢结构辅助设计软件现状  42-44
    3.2.1 国外钢结构设计软件  43
    3.2.2 国内钢结构设计软件  43-44
    3.2.3 现有钢结构设计软件的缺憾  44
  3.3 PDSOFT钢结构节点设计的特点  44-45
  3.4 节点设计的特点  45-53
    3.4.1 有关概念  45-51
    3.4.2 节点设计的难点  51-53
      3.4.2.1 节点类型繁多  52
      3.4.2.2 设计流程难于用计算机语言描述  52-53
      3.4.2.3 没有统一的设计标准，规则难于提炼  53
  3.5 模板对象  53-56
  3.6 模板层次  56-61
    3.6.1 模板分解  56-58
    3.6.2 模板分类  58-61
      3.6.2.1 问题空间分类  58-60
      3.6.2.2 求解空间分类  60-61
  3.7 实现层次  61-62
  3.8 规则提炼  62-72
    3.8.1 位置规则  62-64
    3.8.2 形状规则  64-67
      3.8.2.1 节点板  64-65
      3.8.2.2 牛腿  65
      3.8.2.3 加劲肋  65-66
      3.8.2.4 缀板和填板  66-67
      3.8.2.5 加工特征  67
    3.8.3 计算规则  67-70
      3.8.3.1 连接板  67
      3.8.3.2 焊缝  67-69
      3.8.3.3 螺栓  69-70
    3.8.4 碰撞规则  70
    3.8.5 交换规则  70-71
    3.8.6 操作规则  71-72
  3.9 模板属性  72-73
第四章钢结构节点设计系统的实现  73-98
  4.1 钢结构系统  73-76
  4.2 节点模块的总体结构  76-78
  4.3 节点模板的数据结构  78-82
    4.3.1 节点  78-79
    4.3.2 基本节点  79-80
    4.3.3 其它对象  80-82
  4.4 节点设计  82-89
    4.4.1 节点分解和基本节点组合  82-84
    4.4.2 模板层次  84-85
    4.4.3 执行规则  85-88
    4.4.4 部分模板组合  88-89
  4.5 节点详图  89-98
    4.5.1 无比例节点图  90-93
    4.5.2 自动标注  93-98
第五章工程模板在其它工程 CAD领域的研究和应用  98-116
  5.1 工程模板在其它钢结构设计领域的应用  98-100
  5.2 基于工程模板的钢结构建模技术  100-109
    5.2.1 钢构架  101-102
    5.2.2 支架  102-103
    5.2.3 设备支座  103-104
    5.2.4 楼板  104-106
    5.2.5 楼梯  106-108
    5.2.6 栏杆  108-109
  5.3 工程模板在配管系统中的应用  109-116
    5.3.1 PDSOFT配管软件的设计思想  109-111
    5.3.2 基于工程模板的管道设计  111-114
      5.3.2.1 管线模板  112-113
      5.3.2.2 元件模板  113-114
    5.3.3 管道和结构之间的信息交换  114-116
第六章总结和展望  116-120
  6.1 规则提炼与模板实现层次的提高  116
  6.2 信息交换与碰撞处理  116-117
  6.3 设计优化  117
  6.4 结论  117-120
参考文献  120-126
致谢  126-127
攻读博士学位期间发表的论文  127-128
作者简介  128

工程CAD中模板技术的研究和应用

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