论文题目: 支持产品创新设计CAD造型关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 航空宇航制造工程
作者: 李晓武
导师: 雷毅
关键词: 创新设计,拖放式技术,线面映射,曲面上曲线插值,曲面实体融合
文献来源: 北京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 21世纪制造业竞争的焦点是创新产品的开发,CAD是实现产品创新设计的主要工具和手段。论文工作围绕支持产品创新设计的CAD造型若干关键技术问题展开,完成了以下工作: 一,论述了创新设计在产品开发中的重要性。介绍了产品创新设计和创造性思维的内涵及国内外研究现状等,阐述了CAD是实现产品创新设计的重要工具,分析了CAD/CAM系统在支持创新设计方面的现状及存在的不足,指出了当前CAD系统对产品创新设计进一步支持需要解决的问题。 二,系统地研究了支持创造性设计思维的CAD智能化操作工具——拖放式Drag&Drop技术,提出了计算机对象拖放Drag&Drop技术在CAD中的实现模型。对Drag&Drop技术的应用做了归纳分类,分别分析了基于约束的变量化设计的Drag&Drop实现和利用对象拖放技术的Drag&Drop实现原理、数据结构及实现步骤等,旨在为创新设计CAD系统的交互提供借鉴。 三,研究了支持创新设计的线面映射技术。阐述了平面曲线向自由曲面映射的概念,总结了线面映射的性质。提出了构造映射曲线的两种方法:曲线离散法和迭代生成法,并给出了具体的算法步骤。详细论述了平面曲线向自由曲面映射的原理和方法,将线面映射理论分别应用于变长度映射和向可展曲面的定长度映射;探讨了平面曲线向非可展曲面的最小失真映射问题;并以轮胎模具的花纹造型为例,阐述了平面曲线向自由曲面映射在工程中的实际应用。 四,研究了支持创新设计的曲面上曲线的构造实现问题。提出了一种限制在曲面上的曲线插值方法。论述了曲面上曲线的定义及性质,总结了曲面上曲线的精确和逼近实现方法。并基于线面映射理论实现了限制在曲面上曲线的插值,给出详细算法步骤,分析了插值效果,对造成算法不稳定情况做了处理。 五,提出了利用接口技术,通过曲面和实体两个几何平台之间进行数据转换,从而实现实体曲面统一造型的方法,这样既能够充分发挥曲面和实体各自的造型优势,也保证了造型的有效可靠性。研究了支持创新设计的曲面和实体造型融合的原理及方法。探讨了曲面实体统一造型技术。以CAXA制造工程师系统中曲面模块和Parasolid实体模块的曲面数据转换为例,研究了实体造型和曲面造型之间数据类型转换的方法。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 产品创新设计理论
1.2.1 产品设计的分类和创新设计逻辑过程
1.2.2 产品创新设计层次及创造性思维
1.2.3 国内外对创新设计的认识及发展趋势
1.3 产品创新设计与 CAD
1.3.1 产品创新设计与 CAD技术的关系
1.3.2 CAD技术对产品创新设计的支持及发展现状
1.3.3 产品创新设计对 CAD系统提出的进一步要求
1.4 论文的选题与研究内容
1.5 论文安排
1.6 本章小结
第二章 支持创新设计的拖放式(Drag & Drop)技术研究与实现
2.1 引言
2.2 拖放式(Drag & Drop)技术应用分类
2.3 基于约束的变量化设计中 Drag& Drop的实现
2.3.1 基于约束的变量化技术
2.3.2 基于变量化技术的Drag & Drop实现
2.4 基于对象拖放技术的 Drag & Drop实现
2.4.1 对象拖放 Drag & Drop技术
2.4.2 图素拖放和特征复制的 Drag & Drop实现
2.5 本章小结
第三章 支持创新设计的线面映射技术研究
3.1 引言
3.2 平面曲线向自由曲面映射理论研究
3.2.1 映射原理
3.2.2 平面曲线上点的参数值计算
3.2.3 自由曲面上映射曲线的构造方法
3.3 平面曲线向自由曲面映射的实现
3.3.1 平面曲线向自由曲面映射的分类
3.3.2 平面曲线向自由曲面的变长度映射
3.3.3 平面曲线向可展曲面的定长度映射
3.3.4 平面曲线向非可展曲面的最小失真映射探讨和实现
3.4 线面映射应用实例—轮胎模具花纹造型的实现
3.4.1 轮胎花纹造型过程分析
3.4.2 平面花纹向轮胎表面的映射
3.4.3 生成花纹直壁面
3.4.4 构造花纹沟槽
3.4.5 轮胎模具花纹造型效果
3.5 本章小结
第四章 支持创新设计的曲面上曲线造型技术研究
4.1 引言
4.2 曲面上曲线的数学定义
4.2.1 曲面上曲线的一般定义
4.2.2 B样条形式表示
4.3 限制在自由曲面上的曲线造型方法
4.3.1 曲面上曲线的精确计算和近似计算
4.3.2 曲面上曲线插值及其分类
4.3.3 参数曲线单位切矢及插值计算
4.4 基于线面映射的曲面上曲线插值方法
4.4.1 解题思路
4.4.2 算法步骤
4.4.3 实例及分析
4.5 本章小结
第五章 支持创新设计的曲面实体数据融合技术研究
5.1 引言
5.2 曲面实体统一造型技术概述
5.3 基于接口的曲面实体融合技术
5.3.1 利用接口进行数据转换的曲面实体融合方法
5.3.2 CAXA制造工程师系统的曲面和实体造型的融合
5.3.3 曲面造型模块
5.3.4 ParaSolid与 CAXA曲面造型表达比较
5.3.5 两个造型平台之间的数据转换
5.4 本章小结
总结与展望
论文工作总结
论文的创新点
今后工作的展望
参考文献
攻读博士期间发表论文
致谢
发布时间: 2006-07-14
参考文献
- [1].基于虚拟仿真系统的产品创新设计研究[D]. 曾琎.武汉理工大学2009
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