基于属性邻接图匹配的三维CAD模型搜索方法

为了重用三维CAD模型中包含的设计知识,提出一种用拉格朗日乘子法求解属性邻接图匹配的三维CAD模型搜索方法.首先应用三维CAD模型中的边界表示信息,将搜索目标三维CAD模型与待搜索三维CAD模型转化为属性邻接图;然后计算搜索目标三维CAD模型与待搜索三维CAD模型属性邻接图之间的顶点和边的相似程度矩阵,并利用它建立两个三维CAD模型相似程度的度量作为选择不同顶点匹配矩阵M的优化目标函数;将目标函数松弛为等式约束后,采用拉格朗日乘子法进行求解.实验结果表明,该方法能够搜索到相似的三维CAD模型,并对模型的相似程度进行排序.     

融合制造语义的三维CAD模型检索方法

为了更好地实现面向制造领域的三维CAD模型制造信息的有效重用,提出一种融合制造语义的三维CAD模型检索方法.首先将三维CAD模型转化成以制造特征为基础语义对象的结构化表示的CAD模型,并用制造特征耦合图来表示;然后提取用于评价两个制造特征之间相似性的属性信息,构建多属性融合的制造特征相似性加权评价模型,并以此来构建以制造特征为节点的完全二分图;最后采用最优匹配算法计算出各制造特征的最优匹配方案来计算两个三维CAD模型的相似度,以此作为评价模型相似性的依据.实验结果表明,该方法能够较好地实现融合制造语义的三维CAD模型检索,可以有效地支持面向制造领域的三维CAD模型制造信息的重用.     

基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价

针对现有的三维CAD模型检索算法难以有效捕捉零件中包含的工程语义、无法满足设计重用需求的问题,提出一种基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价方法。以三维CAD模型的边界表示为输入,通过交互定义设计特征及自动识别特征间关系的方法建立其扩展特征树;综合扩展特征树及其特征的几何属性表征给定三维CAD模型,并通过非精确的树匹配算法及一种自适应的权重分配方案实现三维CAD模型间的相似评价。理论分析及实验结果表明,该算法能够快速检索到相似的三维CAD模型,其检索结果较好地反映了模型的设计语义,满足设计重用需求。     

基于非精确图匹配的三维CAD模型局部检索

本文提出一种基于非精确图匹配的三维CAD模型局部匹配方法。该方法首先将三维模型转化为属性邻接图表示;然后计算目标模型与被检索模型的属性邻接图之间顶点相容程度矩阵与边相容程度矩阵,并由此建立顶点匹配矩阵的目标优化函数;最后运用平均场理论求解匹配优化问题。在匹配过程中,充分利用属性邻接图的顶点与边属性信息动态裁剪搜索空间,实现快速的匹配。实验结果表明,该方法能够检索到不同相似程度的三维CAD模型,并且检索效率满足实际要求。     

机械结构三维CAD模型姿态调整方法研究

为了提高三维模型相似性评价的质量和效率,提出了一种基于机械结构基本体形态的三维CAD模型姿态调整方法。通过对机械结构基本体形态特征的分析,研究了基本体形态的几何信息特征量、拓扑信息特征量,提出了基本体形态信息量的计算方法;根据信息量大小确定了机械结构特征形态,提出了三维模型姿态调整坐标系的构建方法;通过实验验证了三维CAD模型姿态调整方法的有效性。研究结果表明:该机械结构基本体形态信息量度量方法可以快速地识别机械结构模型的特征结构,为机械结构三维CAD模型的姿态调整提供理论依据。     

三维CAD模型检索方法的优化研究

随着三维CAD模型库模型数量的增加,会导致其检索效率大幅度降低,针对这一问题,提出了一种基于机械结构形态的三维CAD模型检索优化方案.采用数据分组聚合技术,分析了三维模型相似性特征,提出了模型相似性比较矩阵、模型相似链等聚类方法,简化了模型检索流程;通过对分布式计算框架工作原理的分析,融合基于机械结构形态的三维CAD模...     

三维CAD模型检索驱动的快速数控编程方法

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维CAD模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维CAD模型检索的快速NC编程。将三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

基于机械结构形态的三维CAD模型检索

针对三维CAD模型检索相似度度量特征信息不完备问题,提出基于机械结构形态的三维模型检索方法.通过分析机械结构形态的基本特征,构建基本体形态位置相似比较的黄金分割相似系数,研究基本体形态姿态相似比较的方向向量、法向向量比较规则,并定义曲线轮廓值指标计算基本体形态的轮廓相似度.综合上述3个比较指标及坐标系变换相似度,提出基于机械结构形态的三维CAD模型粗检索方法.并通过基本体转换模型特征相似度计算方法的研究,提出三维CAD模型精检索方法.通过实例验证结果表明,所提检索算法有效地实现了模型外形特征、几何尺寸、拓扑关系等信息的比较,提高了检索结果的准确性,同时实现了以机械结构形态为查询对象的三维模型检索.     

基于层次特征描述子的三维CAD模型检索

为提高三维CAD模型检索对模型局部细节特征的区别能力,提高相似性比较和检索效率,提出一种基于图谱及空间词袋表征的CAD模型层次特征描述子构建和检索方法。依据模型的B-Rep表示形式,提取其必要的几何拓扑属性等信息,将三维CAD模型用属性邻接标记图表示;将模型训练集合中的各模型分割成面面互连且具有一定工程意义的局部区域,依据图谱理论对其进行局部特征描述,并通过聚类构建词汇本;基于局部区域图谱及空间词袋表征构建CAD模型由细粒度到粗粒度的层次化特征描述子,并据此采取一种粗检索与精匹配相结合的两层检索机制进行三维CAD模型检索。实验结果表明,该方法能较好地区别模型局部细节特征,检索质量和效率均有明显提高,可有效支持CAD模型的重用。     

基于特征的工程领域CAD模型检索技术

为利用CAD模型中的特征造型信息提高检索精度,提出一种以CAD模型特征拓扑结构为骨架、以特征为单元、以特征生成曲面的几何性为细节的模型检索方法。采用CAD平台二次开发技术,从CAD模型中提取各个造型特征的约束、依赖及建模参数信息,构建特征拓扑关系集、造型参数集与几何生成面集;依据几何性质对特征几何生成面进行分类,以曲面相似性计算为基础建立特征相似性计算方法;根据特征拓扑关系集构建模型特征拓扑骨架图,在定义特征权重的基础上,利用几何传递性对骨架图进行简化,采用计算最大公共子图的方法判定检索模型与被检模型的相似度。实验结果表明,该方法能够有效实现相似CAD模型检索,具有较好的精度。     

面向3维CAD的PDM系统的研究与实现

针对3维计算机辅助设计存在的问题,提出了面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统整体结构,其重点是实体约束和关联管理。通过对约束和关联进行语法定义,设计关系类记录约束和关联信息,支持了设计过程中相关设计对象的同步更新,提供了对设计过程和知识管理的支持。其他集成点包括计算机辅助设计格式转换平台、3维模型信息提取与交互以及3维模型与2维图纸的关联管理。在实现方法上,计算机辅助设计格式转换平台借助ACIS实现,提供计算机辅助设计通用浏览器和HSF格式浏览器;3维模型信息提取与交互通过计算机辅助设计提供的应用程序接口进行开发,并把数据管理操作菜单嵌入到计算机辅助设计系统内;3维模型与2维图纸的关联管理通过对模型和图纸进行同步检人和检出操作,解决3维模型与2维图纸的一致性。面向3维计算机辅助设计的产品数据管理系统已经实现并得到实际应用。     

SW环境下转子泵的叶片运动仿真

利用SW的动画仿真功能,完成叶片转子泵的三维虚拟模型的清晰演示,实现泵的虚拟模型的作用。这样既可让SW服务于机械制图的教学,又可以提高学生对SW绘图软件的学习积极性,为三维设计软件的学习作好准备。     

面向零件的CAD系统的研究与开发

提出了一种面向零件的CAD系统模型，并应用该模型开发出一套面向轴系部件的快速设计的CAD系统——SSCAD系统。该SSCAD系统具有2D/3D集成设计环境，易于设计建模和模型维护，并具有一定的自动化设计及强度校核功能。     

活塞压缩机CAD设计系统研究

分析了活塞式压缩机CAD系统,结合当前活塞式压缩机CAD系统多为零件2D模型参数化设计的特点,运用Solidworks软件实现了零件3D模型参数化设计,完善了当前活塞压缩机CAD设计系统.     

基于复杂网络的三维CAD装配模型模块单元发掘

三维CAD模型蕴含丰富的可重用结构知识,为了从已有三维CAD装配模型中提前获得模块知识,促进对复杂三维装配模型的理解与重用,提出了一种基于复杂网络的三维CAD装配模块单元发掘方法.首先融合装配零件的结构、功能、材料关联信息进行零件关联强度综合评价;然后以关联强度矩阵为基础构建三维装配模型所对应的关联关系网络,在此基础上...     

SolidWorks在智能口腔矫治器设计中的应用

运用三维CAD/CAM/CAE集成化设计软件SolidWorks设计了智能口腔矫治器.介绍了SolidWorks的三维建模、虚拟装配、运动仿真等功能在产品开发设计中的应用.     

Integration of sketch-based conceptual design and commercial CAD systems for manufacturing

Sketch-based modeling is a very important step towards a complete design process digitalization. For a complete digitalization, integration of sketch-based design modeling and commercial CAD systems is being a necessity. This is because of the need of detailed modification and refinement for the 3D models created by sketching. The integration can speed up the design process and affect competition between companies. In this paper, we present a new method to achieve the integration between sketch-based interfaces and commercial CAD systems by using gesture-based sketch modeling techniques for producing 3D conceptual design models and then translating the 3D models into CAD systems with feature recognition through IGES exchange files. Gesture-based modeling method was used because it works in a similar way to feature-based design approach and it is easy to extract features from its 3D models. IGES file format was used for exchanging 3D geometric model information because it is widely available within commercial CAD systems for data exchange and it also can express features and hierarchy information. 3D models were created with a gesture-based sketch interface for modeling and then information was extracted from it. After that, information was translated into IGES entities which were organized in a specific order in an IGES file. This information can be inputted into commercial CAD systems and recognized as a feature-based model with feature recognition embedded within CAD systems. To evaluate the proposed method, we conducted four case studies. In these case studies, we created 3D models and then transferred them into Autodesk Inventor as a commercial CAD system. After the CAD system recognized the 3D models successfully, we applied some modifications on the 3D models such as changing dimensions, positions and drafting to demonstrate the effective integration.     

吸塑模具抽芯机构的三维参数化设计和仿真

针对目前的一些中小型模具制造企业仍停留在运用系统提供的基本功能单纯的进行几何造型设计的阶段,以及对三维CAD技术应用不广、应用水平不高、二次开发能力不强的现状,为此在模具设计中采用三维CAD软件UG、vc++软件、以及Access数据库软件,开发出了能够对吸塑模具抽芯机构进行快速设计的三维CAD系统。该系统通过UG/Open GRIP与UG/Open API的程序之间地相互调用实现了抽芯机构的参数化设计,大大提高了设计效率,并通过抽芯机构的运动仿真避免了运动过程中的干涉,确保吸塑件的顺利脱膜,达到了预想的设计效果。     

基于网格特征临界点的三维工程模型检索算法

为有效检索并重用现有三维模型及相关设计知识,针对工程三角网格模型,提出了一种与计算机辅助设计系统无关的基于网格特征临界点的三维工程模型检索算法.根据Morse理论,采用网格顶点处的离散平均曲率作为光滑实值函数,计算网格特征临界点;采用两临界点间近似测地距离和顶点法矢夹角余弦值作为联合形状函数,按照极大值点、极小值点和鞍点,分别计算同类临界点间的联合形状函数得到形状分布,从而将模型的比较映射为形状分布矩阵的比较.在普渡大学建立的工程标准模型库上对算法进行了验证和比较.实验结果表明,本算法客观反映了工程模型的相似程度.明显提高了基于图形分布检索算法的有效性.     

基于组件的三维CAD系统开发的关键技术研究

研究子组件技术和特征造型技术 ,并以“金银花”系统的开发为实例对基于组件开发三维 CAD系统的相关技术和实现方法进行了深入研究 ,给出了实现系统的框架结构和组件结构。