基于ACIS/HOOPS的特征造型系统设计与实现

为了探索CAD/CAM领域中的特征造型关键技术,研发一个特征造型系统。该系统分别以ACIS和HOOPS为几何造型引擎和渲染引擎,能够实现常用特征的创建、特征历史的管理、基本约束的管理和特征模型与几何模型的存取等功能,并且支持一些自由曲面特征造型以及参数化设计。为了维护用户的隐含设计意图,系统采用了一种新的拓扑元素命名与辨识机制。最后,给出了使用该系统进行特征建模、自由曲面特征参数化设计以及设计意图有效维护等实例,验证了本系统的可行性和有效性。     

非流形几何造型的布尔运算

非流形的几何造型用统一的结构来表示线框、表面和实体,是目前几何造型系统研究的热点。而模型的构造需要一个有效的布尔算法。论文提出一种由布尔运算定义的能够快速和任意重塑几何模型的新方法。这种方法利用非流形几何造型的性能,使得人们可以反复进行交互设计,并可用于特征造型。     

用于三维几何约束求解的分组重写方法

提出一种基于分组重写的解决三维几何约束的方法,原有的算法在解决大型系统几何约束求解时效率较低,系统开销较大,并且由于算法规则的局限性,使得很多复杂系统无法解决,包括三维几何约束问题。该方法提出了两种新的分组表示类型,拓展子集和放射子集,使得分组更加直观,准确,并有效地提高了求解效率,减小了开销,方法在三维领域更能发挥其作用,能够满足计算机辅助造型中集合造型的需求。     

基于几何造型的有限元网格的自适应生成

介绍一个基于几何造型系统的有限元分析的前处理系统。该系统可对几何造型的二维任意形体进行快速可靠的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，提出网格自动生成的网格密度的控制和基于误差估计的自适应有限元网格生成算法，并给出了应用实例。     

汽车前脸计算机辅助几何造型设计及其系统的研究

针对目前汽车车身表面计算机辅助几何造型设计技术存在的问题，提出了进一步开展这项工作的基本构想，确定了汽车车身曲线曲面特征数据备择集和造型设计因素集以及其间的关联。通过实验，确定了选择合理的透视参数的范围，并在ＡｕｔｏＣＡＤ软件环境下建立起汽车车身表面计算机辅助几何造型设计系统。最后，给出一个模拟设计实例。     

基于几何造型的有限元网络自适应生成

介绍一个基于几何造型系统的有限元分析的前处理系统。该系统可对几何造型的二维任意形体进行快速可靠的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，提出网络自动生成的网络密度的控制和基于误差估计的自适应有限元网格生成算法，并给出了应用实例。     

基于能量优化的NURBS曲面几何特征修改

NURBS作为曲面造型技术中的重要方法之一,在计算机辅助几何设计和计算机图形学领域中有着广泛的应用。针对NURBS曲面的几何特征修改,提出了基于能量优化的修改方法。通过对NURBS曲面的控制顶点进行扰动,以曲面的应力能改变为目标函数并使之最小化,实现了NURBS曲面上给定多个点处的位置、一阶偏导矢、二阶偏导矢和法矢等几何特征的修改。数值实例表明该方法用于微调时,可实现对曲面局部形状的多种修改效果,便于交互设计。     

基于增量模型的协同CAD建模关键技术研究

为了解决产品同步协同造型过程中由于模型信息庞大而造成设计修改无法及时反馈到客户端的问题,提出传输造型变化增量的方法.该方法避免修改后传输所有的模型信息,只需传输被设计修改影响部分的模型信息.提出了几何模型增量搜索算法,利用该算法搜索出协同CAD模型在修改前后发生变化的特征、拓扑关系和几何元素.将搜索结果封装成增量模型传输到客户端.设计出增量模型聚合算法,利用该算法将增量模型聚合到客户端原有几何模型上形成修改后的协同CAD模型.最后利用渐进式显示技术使协同造型设计者能更快地看到修改结果.     

基于标识的特征造型原型系统的研究与实现

从特征造型软件开发的角度对参数化特征造型的一些关键技术进行了研究，并在ACIS几何平台上开发了一个参数化特征造型原型系统GDS。讨论了GDS的关键技术：基于标识的特征表示模型，标识子系统、统一二、三维约束的基于子图的草图设计及约束求解方法、基于约束依赖图的特征编辑算法等。     

非正则精确模型的布尔操作

为了加强造型系统的表达能力,实现对线框模型、曲面模型和实体模型的统一表示和操作,该文采用非正则精确模型作为几何对象表示的数据结构,并给出了相应的布尔操作实现算法,在保证效率和精确性的同时确保鲁棒性是算法的目标.作为一个特征造型系统的几何核心,该算法已经在基于NT平台的特征造型系统GS-CAD98中实现.     

The generation of airframe finite element models using an expert system

This paper presents an expert system-based procedure for the creation of airframe finite element models from the geometric model available in a computer-aided design system. The objectives of the approach presented is the computerization of a process that is currently carried out in a semimanual manner, include previous modeling knowledge into the system, and provide a clear path for an ever-increasing level of automation in the process of creating analysis models for this class of structure. A main feature of the system developed is the combined use of algorithmic procedures and expert knowledge operating on data provided by previously run design software to produce an entirely different form of model to be used as input to a numerical analysis.     

以网络为中心的协同特征造型

在网络化同步协同设计环境中,如何实现CAD系统之间的实时数据交换和模型同步,成为协同几何造型的关键问题。文中提出了一种新的复制式协同特征造型方法,该方法将现有的特征造型技术与分布计算、网络通信技术相结合,通过简单的造型消息交换来实现增量式协同造型,可以较好地满足几何模型实时同步的需要,而且也部分地解决了异构CAD软件之间的数据交换问题;并详细地介绍了协同造型通信协议、对象引用机制、以及分布式协同造型系统。     

On the efficiency of domain-based COTS product selection method

Use of commercial-off-the-shelf (COTS) products is becoming a popular software development method. Current methods of selecting COTS products involve using the intuition of software developers or use a direct assessment (DA) of the products. The former approach is subjective, whereas the latter approach is expensive. This high cost is because the efficiency of the DA approach is inversely proportional to the product of the number of modules in the system to be developed and the total number of modules in the candidate COTS products. With the increase in the number of available COTS components, the time spent on choosing the appropriate COTS products could easily offset the advantages of using them. Neither of the selection approaches mentioned leads to quality results. Furthermore, inappropriately chosen COTS components may cause much greater damage to a development project than faults in software units that are developed in-house. A domain model is a generic model of the domain of an application system. It captures all of the features and characteristics of the domain. We have developed a new indirect selection approach, called the domain-based COTS product selection method, which makes use of domain models. We have successfully applied our selection method to the development of an on-line margin trading application. In this paper, we first analyze the efficiency of the domain-based COTS product selection method qualitatively. Then, we study the efficiency of the method by means of a formal approach and also through the case study of the on-line margin trading application. All of these results show that the domain-based COTS product selection method is more efficient than the DA methods.     

基于SolidWorks-MATLAB-ANSYS集成框架的结构设计优化

在基于仿真模型的结构设计优化中,需要多次进行几何建模和仿真分析,耗费设计人员大量的工作时间。单一的软件不能或者难以完成几何建模、仿真分析及优化求解等工作,有效集成多种软件对产品进行参数化建模、仿真和设计优化是解决这一问题的有效手段。针对上述问题,提出一种SolidWorks-MATLAB-ANSYS集成框架,分别利用MATLAB的优化计算能力、SolidWorks的几何建模能力和ANSYS的有限元分析能力,以MATLAB为主程序,调用SolidWorks/ANSYS进行参数化几何建模和仿真分析。该集成框架能将设计人员从重复建模和仿真工作中解放出来。以一种微型飞行器机身的结构设计为例,说明了该方法的有效性。     

一种适用于特征造型的参数化设计方法

本文提出了一种面向特征造型的参数化设计方法，该方法对三维几何约束在初始设计阶段采用高层表示，并基于面向特征造型的高层几何约束模型与约束传播实现尺寸驱动几何，从而能够有效地支持特征设计，初始设计。     

基于特征模型的软件产品线可变性建模方法

特征建模是软件产品线开发中的一项关键活动,对特征可变性和特征依赖的建模是特征模型中最重要的组成部分。阐述了特征模型的元模型,着重讨论了特征可变性建模过程,详细分析了特征可变性、特征之间关系、特征依赖类型的识别方法和使用特征依赖矩阵的表示方法。在此基础上,还通过一个库房监视系统应用软件的产品线可变性建模实例验证了该方法的有效性。     

计算机辅助拓扑设计 ——持续同调在几何设计和处理中的应用

持续同调是一种计算不同尺度拓扑特征的有效方法。其从一簇向后包含的单纯复形序列中提取 出拓扑特征的出现和消失时刻,并使用拓扑特征的“生命周期”来量化地衡量该特征的几何尺度和重要程度。拓 扑特征的提取与应用在几何设计中扮演着重要角色,催生出了一些基于持续同调的几何设计研究。从持续同调 特征的提取与基于持续同调的建模和优化两方面进行综述,在持续同调特征的提取方面,介绍了从点云和三角 网格数据中提取拓扑特征的不同方法,总结了拓扑特征在部分几何设计问题中的应用路径。在建模和优化方面, 综述了基于拓扑变换的单纯复形重建方法、拓扑可感知的曲面重建方法与基于持续同调的拓扑去噪和优化 方法。     

Hierarchical Geometric Constraint Model for Parametric Feature Based Modeling

A new geometric constraint model is described,which is hierarchical and suitable for parametric feature based modeling.In this model,different levels of geometric information are repesented to support various stages of a design process.An efficient approach to parametric feature based modeling is also presented,adopting the high level geometric constraint model.The low level geometric model such as B-reps can be derived automatically from the hig level geometric constraint model,enabling designers to perform their task of detailed design.     

一种基于反射的非功能特性分析设计方法

软件系统非功能特性的分析设计一直是面向对象方法研究中的薄弱环节，缺乏系统化的建模手段。文章提出了一种基于反射的非功能特性分析设计方法，该方法利用反射思想分离功能特性和非功能特性。对于非功能特性，扩展UML并结合相关的非功能需求建模策略对其进行分析设计。