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钢结构节点详图中的图形干涉研究 刘颖滨唐卫清刘慎权 中国科学院计算技术研究所CAD开放实验室 摘要： 本文结合PDSOFT 节点详图中的各种零件图形之间的干涉问题进行了分析、归纳，并在此基础之上，提出了一套 有针对性的解决图形干涉问题的方法。从而有效地保证了节点详图自动标注过程的正确性。文 中所提到的关于平面图形区域的干涉问题处理方法对其它相关问题也有一定的借鉴意义。该方 法的正确性已经在实际的开发过程中得到了验证。 关键字：钢结构，节点详图．图形干涉 1问题的提出 自从60年代CAD技术提出以来，已经在机械、汽车、轮船、建筑、电子、计算机等各 行各业得到了广泛地应用。其中，工程设计作为一个重要分支对国民经济的发展起着举足轻重 的作用。铜结构(Steel 增长，以及钢结构的诸多优点，钢结构已经在建筑行业特别是工厂建筑中得到了广泛的应用 【4]。 在钢结构设计过程中，节点设计的优劣是影响整个项目设计质量与效率的关键因素之一。 节点详图描绘的是模型空间中节点的各个零件经过三维消隐之后的在某个视向上的平面视图 f5]。经过变换处理之后，空间中原来的三维深度信息在最终的节点详图中演变成了零件图形 间的重叠信息。干涉问题随之产生，图1展示了实际的节点详图。 画 图l节点详图举例 定义：在平面图纸中，如果一个零件图形所覆盖的封闭区域(包括图形边界)与图纸中 其它零件图形区域的交集不为空，那么就认为该零件与其它零件发生了干涉． 在表达空间含义时，零件图形之间的干涉可能会导致歧义。所以在进行自动标注的时候， 必须要求标注的定义点位于该零件的图形区域之上．歧义情况如下图所示： ·205· 图2标注歧义 在图2中，零件A遮挡住了B的一部分区域。这样以来，如果标注的指示位置恰好位于这 块公共区域之内，那么就很难判断出标注所指示的到底是哪一个零件。在进行自动标注过程中， 由于不需要设计人员的参与，所以这种歧义无法通过人为观察来发现。为了保证自动标注的正 确性，必须对各种干涉情况进行处理．最终消除标注歧义。 2干涉情况分类 为了讨论问题的方便，本文全部采用零件图形的矩形包围盒进行论述。一般说来，对干涉 关系进行分类的晟直接依据就是干涉图形的公共面积[2]。 设尸、0分别为两个简单多边形所围成的封闭区域，也就是说由一组平面点相连所组成的 所围成的封闭区域的集合，那么可以得到干涉面积函数Ar：曰z_R， Ar(P，Q)=PnQ 通过衡量发生干涉的零件图形的面积函数，可以对干涉情况分成两种类： l、包含关系 在这种情况下，仍然以P、Q为例，并假设PsQ，那么Ar(P，Q)=P 产{磷： 图3包含关系 从上图列举的几种情况我们可以看到，区域P完全处于Q的覆盖范围之内，P恰好就是二 者之间的干涉区域。在这种情况下。我们规定Q包含P：q所代表的零件是P所代表零件的父 亲；P所代表的零件是Q所代表零件的儿子。需要注意，P、Q完全重台的情况也属于包含关系。 如果P和Q是包含关系，那么可以定义有效标注区域函数腻R2-÷R： ．206． Ef(P，驴)=P 巧(Q，D=Q-P 2、重叠关系 在这种情况下，仍然假设P≤Q，那么廿以纠为P，q的相重叠的部分： (Ar(P，Q)cP)n(Ar(P，Q)cQ)ft(Ar(P，9≠庐) 图4重叠关系 上图只是列出了P的右侧和0的左侧重叠的情况，其它方位可以通过适当的旋转j’镜像处 理来转化成以上三种情况