基于ACIS平台的冷冲压压边条处理软件的设计与实现

论文摘要

随着现代机械工业的发展,CAD软件在机械行业的使用率越来越高,地位也越来越重要。在未来几年或更久的时间内将有更多的行业或用户在他的设计工作中使用CAD技术,CAD软件也将具有更好的发展前景。冷冲压压边条处理软件专为汽车工业中钣金冲压工艺而设计的处理压边条的系统软件。在实际的冲压过程中,板料(一般为金属材质)被冲压机按照一定形状塑型。塑型过程中为了防止板料起皱、断裂和过度应力集中,需要设计出压住板料边缘的压边条来施加压边力。本文设计的压边条处理软件可以帮助冲压模具设计工程师对通过有限元程序进行分析计算出来的压边条网格模型进行曲面造型和进一步的人工调整。本文通过分析ACIS造型平台应用过程,对CAD核心开发技术知识与流程做了详细介绍。然后分析了ACIS造型引擎的架构,主要涉及ACIS的模型类型设计、拓扑方式、曲线与曲面技术。由于程序主要应用到了ACIS的高级曲面变形造型技术,因此也详细的介绍与分析了高级变形造型技术的原理、机制、方法与类型等。本文主要涉及到的图形模型为曲面,无论是实体模型还是空心模型,都先取得其面数据并操作该面数据,因此面的构造与表示方法也是本文的重点。本文对曲面的表示方法主要采用的为非均匀有理B样条曲面(NURBS)。在程序的实现方面主要是通过对整体框架的设计,将整体划分为若干功能不同的模块进行详细说明与分析。对在实际开发过程中遇到的技术难点加已细致的分析与研究,选取理想的解决方案进行阐述。这样不仅提高了用户对程序的把握程度,也提出了许多创新之处,对未来的开发过程提供了很大的帮助。本文对于软件需求的分析主要集中在用户需求与系统需求两方面。两方面的需求保证了程序设计方面的完整性,缩减了程序的开发周期,为程序的二期工程开发打下了基础。随后对程序进行了实例验证,保证了程序设计需求的正确性,流程的准确性,同时也在实际运行调试过程中查找到功能方面的错误,便于程序的修改。程序的设计同时保证了对其它软件数据格式的兼容性,提高了软件的可扩展性。本文在最后还对所做工作的难点与不足进行了阐述和总结,对CAD软件技术的前景进行展望、最新发展动态进行了跟踪。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题提出的背景
• 1.2 CAD 建模技术与发展概况
• 1.2.1 CAD 建模技术的发展与应用领域
• 1.2.2 CAD 技术在国内的发展现状
• 1.3 课题研究的内容
• 1.4 ACIS 平台概述
• 1.5 小结
• 2 ACIS 架构分析与造型设计
• 2.1 ACIS 模型对象
• 2.1.1 ENTITY 类
• 2.1.2 ACIS 中模型对象类的关系
• 2.2 几何与拓扑
• 2.2.1 构造几何体和模型几何体
• 2.2.2 抽象几何体和具体几何体
• 2.2.3 拓扑与边界表示法
• 2.3 ACIS 曲线与曲面
• 2.3.1 曲线
• 2.3.2 曲面
• 2.3.3 参数空间曲线与曲面
• 2.4 模型的变形与造型方法
• 2.4.1 基本造型方法
• 2.4.2 ACIS 中的C++技术
• 2.5 图形的交互功能
• 2.6 小结
• 3 样条曲面的高级变形造型技术
• 3.1 与样条有关的基础概念与理论
• 3.1.1 样条曲线曲面的发展与概念
• 3.1.2 样条曲线曲面种类与操作
• 3.2 B 样条曲面
• 3.2.1 B 样条曲面方程及性质
• 3.2.2 NURBS 方法
• 3.3 曲面变形造型技术的原理
• 3.3.1 变形造型技术的概念
• 3.3.2 变形造型技术的原理
• 3.4 变形造型技术的方法与类型
• 3.4.1 变形造型技术方法
• 3.4.2 变形造型技术的类型
• 3.4.3 载荷与约束
• 3.5 小结
• 4 冲压压边条系统的需求分析与总体设计
• 4.1 系统的需求分析
• 4.1.1 总体需求
• 4.1.2 客户需求
• 4.2 系统的整体框架
• 4.2.1 系统的框架结构
• 4.2.2 交互的方式与方法
• 4.3 开发环境与工具
• 4.4 小结
• 5 冲压压边条处理软件的详细设计
• 5.1 用户交互模块设计
• 5.1.1 整体界面
• 5.1.2 交互方式
• 5.2 压边条的构造模块设计
• 5.2.1 截面扫掠构造成型
• 5.2.2 模具反算成型
• 5.2.3 模型模板结构
• 5.3 数据输入输出模块设计
• 5.3.1 离散数据的输入处理
• 5.3.2 SAT 数据数据结构处理
• 5.3.3 SAT 与其它数据结构的转换
• 5.4 截面方式修改曲面的方法设计
• 5.4.1 截面的拾取方式
• 5.4.2 截面的参数的修改
• 5.5 ACIS 与HOOPS 的通信模块设计
• 5.5.1 ACIS 与HOOPS/3dGS 之间的连接与同步
• 5.5.2 HOOPS Segment 数据结构的生成
• 5.5.3 映射ACIS 实体与HOOPS 几何
• 5.6 模型曲面变形模块设计
• 5.6.1 曲面变形的参数设置
• 5.6.2 变形的修改与应用
• 5.7 图形渲染模块设计
• 5.7.1 渲染驱动的选择
• 5.7.2 2D 与3D 模式的结合
• 5.8 系统实例
• 5.8.1 创建压边条实例
• 5.8.2 修改曲面
• 5.9 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 改进与完善
• 6.3 技术展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录