基于STEP的CAD/CAE系统集成技术的研究

论文摘要

CAD、CAE技术经过不断的发展和完善,已日趋成熟,但这两大系统还是处于相对的独立。CAD/CAE系统的集成对于提高产品设计水平和质量、降低生产成本和材料消耗、提高产品性能和寿命、缩短设计周期等都具有重要的指导意义和实用价值。如何才能将这两大系统结合起来,使其功能最大化发挥,一直以来是一个急需解决的问题。STEP标准的出现为CAD/CAE系统集成提供了一种可行的方法。本文对基于STEP的CAD/CAE系统集成的技术进行了研究,主要研究内容如下:深入研究了STEP标准以及AP209应用协议。依据CAD/CAE系统集成采用的方法、影响系统集成的因素以及共享几何模型存在的问题,拟定了CAD/CAE系统集成的总体方案,并设计了标准CAD数据转换器。该转换器主要由信息提取模块、信息处理模块和STEP文件生成模块组成。首先,在对AP203文件解读的基础上,利用ST-Developer 10.0和VC++6.0集成的环境,借助ROSE函数库,对AP203文件的几何和拓扑信息进行提取。其次,采用哈希算法进行冗余信息的处理。同时,对于影响有限元网格划分的数据信息,提出在不破坏原几何拓扑关系的基础上,利用相关几何拓扑信息,通过合并再生几何信息,重构几何实体的方法。最后,利用ROSE类库早、晚两种联编方式,将几何、材料、网格等数据信息写入到设计对象中,生成AP209文件。本文开发的标准CAD数据转换器能实现AP203文件向AP209文件的转换,从而实现了CAD/CAE的弱耦合集成。基于STEP标准的CAD/CAE系统集成方法,有利于数据统一管理以及系统功能扩展。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.1.1 CAD/CAE系统集成的目的与意义
• 1.1.2 系统集成标准化的意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外对CAD/CAE集成技术的研究现状
• 1.2.2 国内对CAD/CAE集成技术的研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 STEP标准与AP209应用协议
• 2.1 STEP标准介绍
• 2.1.1 STEP标准的体系结构
• 2.1.2 STEP标准的主要组成部分
• 2.1.3 STEP中性文件结构
• 2.1.4 STEP标准的优势
• 2.2 AP209介绍
• 2.2.1 AP209的总体结构
• 2.2.2 AP209的范围
• 2.2.3 AP209的功能单元
• 2.2.4 AP209与AP203的分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统集成整体方案的设计
• 3.1 CAD/CAE系统集成的主要方法
• 3.2 影响CAD/CAE集成的主要因素
• 3.3 CAD/CAE集成系统方案的拟定
• 3.4 系统集成开发环境
• 3.4.1 ST-Developer开发工具
• 3.4.2 ROSE厍
• 3.5 本章小结
• 第4章 数据转换器的信息获取与处理
• 4.1 AP203文件的解读
• 4.1.1 AP203的几何模型与表达方法
• 4.1.2 形状表达中的实体引用方法
• 4.1.3 AP203文件的基本数据结构
• 4.2 几何信息的提取过程
• 4.2.1 信息提取的方法
• 4.2.2 头段信息提取
• 4.2.3 数据段信息提取
• 4.3 几何信息的临时存储
• 4.4 几何信息的处理过程
• 4.4.1 问题的提出
• 4.4.2 几何信息的过滤
• 4.4.3 几何信息的再生与重构
• 4.5 网格和材料数据信息的获取
• 4.6 本章小结
• 第5章 数据转换器的文件输出
• 5.1 STEP文件的生成原理
• 5.2 AP209文件头段的生成
• 5.3 AP209文件数据段的生成
• 5.3.1 数据段生成方式
• 5.3.2 数据段生成实例
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢