基于产品设计程序的设计草图研究

设计草图作为工业设计专业一门实践性强的课程,很容易因缺乏对设计草图正确认识而走入学习的误区.本文从产品设计程序谈起,通过对设计草图表现内容以及设计草图表现形式的分析进行阐明设计草图的概念,以便更好的指导设计草图能力的培养和具体实践.     

基于属性邻接图的制造特征识别方法

制造特征的识别是实现CAD／CAPP／CAM集成的关键技术,既要将特征交互的区域合理分解,又要避免在识别过程中把单个特征不恰当地分解为两个或多个特征,本文使用辅助面、延伸面相结合的方法,对零件的属性邻接图表示进行扩展,同时引入了联合加工特征的概念及识别方法,使扩展后得到的图被分解后能够真实地表示零件的制造特征,从而使加工的推理胡切、更快捷。     

基于三维草图的实体造型研究

当前３维ＣＡＤ造型系统得到广泛的应用,但其实体特征造型都是基于２维草图的,针对基于２维草图的实体造型方式存在着不能对很多空间的复杂实体进行造型的发性,本文提出３维草图的概念,能够很好地解决这一问题,在此基础上之上,对基于３维草图的实体生成及其在３维造型系统中的管理方工与参数化进行了研究。     

对特征建模技术中草图设计的研究

在基于特征的建模技术中,草图特征是其一个重要组成部分,草图的设计是整个模型设计的基础和起点,草图设计的好坏直接影响到三维模型的质量。介绍草图设计在三维特征建模中的意义,讨论草图设计的主要内容及其设计技巧,并分析在草图设计过程中的注意事项。     

基于层次的草图检索框架

手绘草图是人类最自然的人机交互方式，在笔式计算模式下手绘草图将得到越来越多的应用，手绘草图的检索也成为一个新的课题。一幅草图可以包括手写的注释、符号、文档中的评注等。将手绘草图存储到数据库中，供用户检索使用将非常有意义。提出了一种对草图进行简化并按草图的层次进行匹配的检索方法；该方法先对草图中的阴影区域或由复杂笔划组成的区域进行自动探测，然后将其简化为一个超笔划。在匹配阶段，将不同特征空间上的相似度与基于层次的相似度合并即为最后的相似度；然后将具有最高相似度的结果集返回给用户。     

基于层次的草图检索框架

手绘草图是人类最自然的人机交互方式,在笔式计算模式下手绘草图将得到越来越多的应用,手绘草图的检索也成为一个新的课题。一幅草图可以包括手写的注释、符号、文档中的评注等。将手绘草图存储到数据库中,供用户检索使用将非常有意义。提出了一种对草图进行简化并按草图的层次进行匹配的检索方法;该方法先对草图中的阴影区域或由复杂笔划组成的区域进行自动探测,然后将其简化为一个超笔划。在匹配阶段,将不同特征空间上的相似度与基于层次的相似度合并即为最后的相似度;然后将具有最高相似度的结果集返回给用户。     

基于方向变换矩阵的三维装配草图生成方法

针对求解方案设计获得的可行方案的空间布局及可视化表达问题，提出了三维装配草图的一种自上而下设计方法，建立了方向变换矩阵，并通过其分解描述子装配体在空间的布局。基于三维实体造型平台，提出了相应的算法加以实现。通过一个设计实例验证该生成方法及算法可行、有效。     

基于拓扑关系的交线快速生成方法

三角网格是逆向工程中常用的数据模型。由于模型拓扑关系的复杂性，目前在网格模型的交线生成过程中数据点排序与分离存在诸多缺陷。提出了一种利用网格模型拓扑关系的交线生成与分离算法，该算法充分利用了网格模型的拓扑关系，对各种拓扑类型的数据点完成排序、分离，实现任意复杂拓扑关系的交线生成，为逆向工程中曲线框架的构造提供了依据。     

命名法在参数化设计中的应用

提出了一种实现参数化的新方法－命法法,详细叙述了这种方法的基本思想和原理,并给出了运用实例。该方法以机械工程图为主,在回转类零件二维图的尺寸驱动问题的解决上有很好的效果。     

基于属性邻接图的加工特征识别研究

从零件的CAD模型中获取工艺设计所需的加工特征信息是CAPP的基础,也是实现CAPP与CAD集成的关键。研究旨在探讨中等复杂程度机械零件的加工特征识别方法。采取方法是从三维设计软件中得到CAD模型,对该模型输出的STEP AP203文件进行处理,获得面特征及其连接边的凹凸性,得到属性邻接图,将其进行处理得到全凹(或全凸)连接的子图,然后将子图中所有代表毛坯面的节点去掉,剩下的就是各特征对应的特征子图。再按照特征子图匹配法,将每个子图与预先定义的特征图进行匹配,就得到了所需要识别的特征。实例结果显示该方法是简便有效的,大大减少了图匹配的计算量。     

含复铰平面运动链拓扑对称性识别的邻接矩阵方法

提出了识别含复铰平面运动链拓扑对称性的邻接矩阵方法。根据能够反映复铰和多副杆特点的构件邻接矩阵和铰链点关联矩阵,按照构件或铰链点的划分,利用圆排列转动和圆排列对应匹配的方法进行构件或铰链点拓扑对称性的识别,并提出了基本算法。研究表明:该方法能应用于无复铰平面运动链,并且具有简便、直观、可靠和便于用计算机进行处理等特点。     

计算机辅助草图设计技术研究现状与展望

在分析草图在设计过程，尤其是概念设计过程中的重要性，草图的特点，以及传统CAD技术的局限性的基础上，介绍了当前计算机辅助草图设计中草图及草图行为、人机交互技术，以及二维、三维草图设计系统的研究现状和现有的典型草图设计工具的技术原理，并进一步展望计算机辅助草图设计的发展方向。     

面向装配的零件模型命名方法研究

机械产品是由数量众多的零、部件装配而成的,在建模过程中为每一个零、部件起一个具有实际意义的名称是没有必要和不可能的。如果随意命名,不但不利于模型文件的管理,还有可能经常出现重名的现象。分析了机械产品的装配设计过程,给出了一种面向装配的模型命名规则,有效的解决了这一问题,并提出以此命名规则为常用的专用件和标准件建立数据库,以提高设计效率。     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点,提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法,并对结构进行有限元分析和优化设计,从而实现结构的自动设计,为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试.     

基于变胞原理的变自由度机构拓扑型分析

变自由度机构是一类具有特殊用途的机构。根据自由度的变化规律对变自由度机构进行了分类;利用变胞机构原理和拓扑理论对变自由度机构自由度的变化过程进行了构态变换描述。提出了一种对不同类型的变自由度机构进行拓扑型分析的“杆-杆”合并的新方法,由于把机构的型分析问题转化为矩阵计算,该方法可推广应用于更复杂的问题,并有利于在计算机上进行机构型分析。通过实例对该方法进行了验证。     

基于拓扑优化的某机载显控台轻量化设计

针对某机载显控台的轻量化设计问题,分析该显控台的承载特点,将下台体确定为轻量化设计的具体研究对象。采用结合了宽容分层序列方法的拓扑优化技术,确定了下台体的材料分布形式,基于该拓扑优化结果,利用还原设计方法构建了下台体的参数优化初始模型。在灵敏度分析的帮助下,有效减少了下台体参数优化时设计变量的个数,提高了参数优化效率。优化计算完成后,利用圆整的参数优化结果建立下台体的最终三维模型,该模型的理论质量较依赖经验设计的下台体减少了1.3 kg。轻量化设计后的显控台的随机振动仿真数据和试验结果,均证明该显控台的轻量化设计是成功的。     

基于拓扑传递的耦合机械故障特征提取方法

旋转机械系统的复杂性,使得其特征参量具有较强的非线性和耦合性,对其进行有效特征提取存在困难。为了提取旋转机械系统耦合故障的特征信息,建立其状态特征信息拓扑空间,并构建旋转机械系统拓扑动力系统模型,基于系统的拓扑传递特性,提出了新的旋转机械系统特征提取的信息空间变换方法。通过跟踪系统特征信息的变换及传递过程,实现对系统特征信息的提取,从一个新的角度为分析旋转机械系统工作特性奠定基础。最后将该方法应用到含油膜力的裂纹故障、碰摩故障及裂纹碰摩耦合故障的旋转机械系统信息特征提取中,并通过仿真实验验证了理论方法的可行性。     

一种基于CATIA的飞机工装快速命名方法及其实现技术

针对飞机工装任务的日益繁重,其零组件的命名是个重复、缺乏创新的劳动,现阶段中,这些工作都是人工完成的。利用CATIA平台和VS2005软件,提出基于参数因子的零件序号管理方法,实现重名零件的命名,设计出了工装智能快速命名工具。经用户测试,该工具具有很好的实用性,大大缩短了劳动时间并提高了准确率。     

复杂零件结构设计的概念单元方法

提出复杂零件结构设计的概念单元方法,即几何与物理模型、概念构型与单元、强度与刚度、工艺与造型四部分。分析了复杂零件的应用场合和结构特点,建立几何实体与物理模型,包含联接与安装部位,设置工况载荷与约束,定义设计区域与非设计区域;采用结构拓扑优化方法获得在若干工况下零件实体内部的传力路线,综合多工况下传力路线和相关因素,构造出复杂零件结构的概念模型,并结合零件的载荷形式,综合考虑制造工艺性,选择合适的零件结构单元;依据零件的强度或刚度要求,使零件壁板和结构单元具有满足性能要求的尺度;同时,兼顾零件结构工艺性和视觉美学效果等因素,对零件结构形状和尺度进行工艺和造型再设计;以加工中心立柱和三级齿轮减速器箱体为例展示了结构设计过程,通过合理布置零件内部筋板、单元的结构形式和尺寸,为复杂零件的轻量化和科学合理结构设计提供有效方法。