钣金件特征设计及其关键技术研究

论文摘要

钣金件特征造型技术一直是CAD/CAM领域中重要的研究内容。经过二十多年的发展,虽然特征造型技术的研究取得很大成就并在实际生产设计中得到了广泛应用,但仍存在不少困难的问题有待进一步解决。本文以拓扑元素的命名与辨识和相交特征识别问题为核心,对钣金件特征造型技术中存在的关键问题开展研究。论文提出了一种拓扑元素命名和辨识的方法,其特点是在特征模型编辑后物体的拓扑结构发生变化时能有效地辨识出拓扑元素的前后对应关系,并能有效地支持钣金件相交特征识别。针对钣金件特点进行特征分类,采用特征二叉树存储结构建立钣金件主形状特征之间的关系,这种树状结构直观地反映了钣金件的构成和特征之间的连接关系,可运用成熟的二叉树算法,查询特征信息并为钣金件的自动展开提供基础。论文提出了基于抽象扩展属性邻接图（AEAAG:Abstract Extend-ed Attributed Adjacency Graph）的局部特征识别方法,采用AEAAG来表示钣金件特征模型,提出用拓扑元素信息生成辅助边,通过拓扑元素编号机制分离AEAAG,从而进行特征匹配,不但实现了钣金件相交特征的自动识别,而且能够在两个特征发生合并时提示用户进行特征合并。论文还提出了一种钣金件自动展开新方法,采用对特征树进行中序遍历得到钣金件的展开图。在上述研究的基础上,基于AutoCAD平台自主开发了钣金件特征造型原型系统SM-CAD（Sheet-Metal CAD）,实现了钣金件特征设计和钣金件的自动展开。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 CAD技术的简史及发展趋势
• 1.2 钣金件造型技术的研究概况及发展趋势
• 1.2.1 钣金件几何造型方法
• 1.2.2 钣金件几何造型方法存在问题及发展趋势
• 1.3 特征概述
• 1.4 特征建模方法
• 1.5 特征技术研究现状
• 1.5.1 自动特征识别技术
• 1.5.2 基于特征的设计技术
• 1.6 现有特征技术存在的主要问题
• 1.7 本文研究目标及内容
• 1.8 本文内容的组织与安排
• 第二章 钣金件特征模型
• 2.1 钣金件特点及特征造型要求
• 2.2 钣金件特征分类及特征间的关系
• 2.2.1 钣金件特征分类
• 2.2.2 钣金件特征间的关系
• 2.3 "零厚度"钣金件设计原理
• 2.3.1 "零厚度"概念
• 2.3.2 基于边界表示法的钣金件特征数据结构
• 2.3.3 "零厚度"假设钣金件特征设计的优点
• 2.4 本章小结
• 第三章 钣金件拓扑元素的命名和辨识方法
• 3.1 拓扑元素的命名与辨识的概念及其相关工作分析
• 3.1.1 拓扑元素的命名与辨识的概念
• 3.1.2 相关工作分析
• 3.2 现有拓扑元素命名和辨识方法所存在的问题
• 3.3 钣金件拓扑元素命名和辨识方法
• 3.3.1 钣金件拓扑元素的命名
• 3.3.2 钣金件拓扑元素的辨识机制
• 3.4 实例
• 3.5 本章小结
• 第四章 钣金件特征建模
• 4.1 合成特征设计法概述及相关工作分析
• 4.1.1 合成特征设计法概述
• 4.1.2 相关工作分析
• 4.2 钣金件基于特征设计
• 4.2.1 钣金件特征树结构
• 4.3 基于抽象扩展属性邻接图的局部特征识别方法
• 4.3.1 相关工作分析
• 4.3.2 基于AEAAG的局部特征识别算法概述
• 4.4 实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 钣金件自动展开
• 5.1 钣金件展开原理
• 5.1.1 可展钣金件与不可展钣金件
• 5.1.2 展开图的厚度处理
• 5.2 钣金件展开算法
• 5.2.1 钣金件展开长度的计算
• 5.2.2 钣金件自动展开算法
• 5.3 展开实例
• 5.4 本章小结
• 第六章 钣金件特征设计原型系统SM-CAD
• 6.1 钣金件SM-CAD系统开发环境
• 6.2 ObjectARX简介
• 6.2.1 ObjectARX的特征及运行机制
• 6.2.2 ObjectARX的功能
• 6.3 钣金件SM-CAD系统总体结构
• 6.4 钣金件SM-CAD系统模块及界面
• 第七章 工作总结及研究展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间的主要研究成果
• 附录A:本文图表索引