三维机织复合材料结构交互式CAD研究与实现

论文摘要

计算机辅助设计（Computer-Aided Design）就是利用计算机强大的数据处理能力，在计算机内设置一定的环境，以程序来完成原本由手工所做的计算工作，帮助设计人员进行工程设计，从而提高设计工作的自动化程度，节省人力物力，缩短设计周期，提高工作效率。三维机织复合材料结构的设计是一个复杂的过程，计算机辅助设计的应用，可使设计过程走向半自动化和自动化，它把设计人员从繁琐枯燥的重复性计算、绘图工作当中彻底解放出来，使其能够从事创造性的工作。理想的三维机织复合材料结构的计算机设计（而不是辅助设计）应该做到：根据工程上对复合材料力学性能的要求，用计算机设计预制件结构、机织工艺参数，直接输出最优的结构与参数。计算机辅助设计距此尚有一定的差距。本文介绍的交互式CAD软件由操作员根据自己的需要绘制织物结构，该CAD软件具有良好的交互性，可以对操作员绘制织物经纱进行撤消，恢复，改变经纱颜色等。操作员选择组分材料、配置纤维结构、预置工艺参数，CAD软件调用EPS程序，迅速仿真其弹性性能，并将仿真结果作为一个样例放入候选库。仿真多少次，就有多少个候选样例存入数据库。由计算机模拟专家评议法进行模糊综合评判，选出最优结构。三维机织复合材料的CAD将为实际工程中选择复合材料织物结构和工艺参数提供理论依据——为特定的应用辅助选择组分材料、配置纤维结构、设计工艺参数，从而指导复合材料设计人员进行材料的设计，达到以较低成本设计较高性能材料的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 三维织物拓扑结构的表征
• 1.1 经态、纬态与纱态概念
• 1.1.1 经态
• 1.1.2 纬态
• 1.1.3 纱态
• 1.1.4 常见的几种纱态
• 1.2 纱态的数据库描述
• 1.2.1 经态数据库
• 1.2.2 纬态数据库
• 1.2.3 经态库与纬态库的综合—纱态数据库
• 第二章 交互式CAD系统的需求分析
• 2.1 编写目的
• 2.2 定义
• 2.2.1 一级经纱链表
• 2.2.2 二级经纱链表
• 2.2.3 经纱段
• 2.2.4 焦点
• 2.2.5 焦点区域
• 2.2.6 焦点列
• 2.2.7 辅助文件
• 2.3 任务概述
• 2.3.1 目标
• 2.3.2 用户
• 2.4 需求规定
• 2.4.1 对功能的规定
• 2.4.2 对性能的规定
• 2.5 运行环境规定
• 2.5.1 设备
• 2.5.2 支持软件
• 2.5.3 接口
• 第三章 三维织物的数据结构模型
• 3.1 纬纱的数据结构模型
• 3.2 经纱的数据结构模型
• 3.2.1 一级经纱链表的数据结构
• 3.2.2 二级经纱链表的数据结构
• 3.2.3 经纱段的数据结构
• 第四章 交互式CAD系统中关键功能的实现
• 4.1 数据管理与显示功能的分离
• 4.1.1 文档与视图结构概述
• 4.1.2 使用文档/视图结构的意义
• 4.1.3 交互式CAD系统中的文档类与视图类
• 4.2 在文档/视图结构中加入卷滚功能
• 4.2.1 逻辑坐标和设备坐标
• 4.2.2 滚动文档
• 4.3 文档的序列化
• 4.3.1 序列化工作原理
• 4.3.2 MFC应用程序的序列化
• 4.4 系统撤销和恢复功能的实现
• 4.4.1 撤销功能对经纱数据结构的要求
• 4.4.2 撤消数据的保存
• 4.4.3 撤消引发的问题
• 4.4.4 临时链表的释放
• 4.5 防止视图闪烁和抖动
• 4.5.1 视图状态变换中存在的问题
• 4.5.2 消除视图的闪烁和抖动
• 第五章 交互式CAD系统性能与功能的拓展
• 5.1 交互式 CAD系统速度的拓展
• 5.1.1 效率低下的默认内存管理器
• 5.1.2 默认内存管理器的工作原理
• 5.1.3 专用内存管理器实现原理
• 5.1.4 专用内存管理器示例
• 5.1.5 专用内存管理器的性能
• 5.2 缩放功能的添加
• 5.3 完美的经纱线条
• 第六章 系统使用说明
• 6.1 系统运行
• 6.2 确定纬纱矩阵
• 6.3 设计经纱
• 6.4 撤消所画经纱
• 6.4.1 撤消经纱段
• 6.4.2 撤消整条经纱
• 6.5 改变经纱颜色
• 6.6 设计实例
• 第七章 总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢