三维CAD系统及关键技术.ppt

二维、三维模型的全关联技术 所谓全关联技术是指装配设计、零件结构设计、工程图设计过程中所有参数共用，如果在某种设计环境下（例如零件设计）修改其设计参数，则其它设计环境（如装配设计、工程绘图）下的设计参数及设计状态也应自适应变化： 装配设计??零件设计??工程图设计 目前三维CAD系统均采用特征造型方法，三维装配环境与零件设计环境实现了关联设计（自适应设计），但对二维工程图的生成不尽完善。 主要原因是：工程图的国标化表达要求。 D d1 d2 例：零件与装配的关联设计（自适应设计） 大规模装配技术 解决复杂工程产品设计中大规模数据显示、快速装配规划与求解的技术瓶颈问题，是实现数字化设计与预装配评估的前提。 汽车含数万个零部件，飞机则达到几十万个，这样大型规模的装配对计算机的软硬件性能要求都很高。 机械零部件的原始模型数据经过三角化引擎而生成用于显示大量的三角片数据，即显示数据。 最直接显示机械零部件模型的方法是逐一对这些三角片进行渲染，算法简单、显示精细。然而显示数据庞大，尤其汽车或飞机类大型模型，巨大的数据量图形工作站也难堪重负。 此外网络传输也是障碍，造成协同设计困难。 因此，需要一种优化算法来减小显示数据量的规模，同时又要尽量保证图形不会失真。 这种优化算法基于一种称为多细节层次（Level of Detail， 简称LOD）技术。LOD技术是基于这样一个思想：人眼对于各个模型或模型的各个部分有着不同程度的敏感度，敏感度较大的部分采用较精细的渲染方式，即用较多的三角形去渲染，而敏感度较小的地方则采用较粗糙的渲染方式。 LOD算法思想 产品知识处理技术 解决设计中工程知识的处理技术（知识获取、表达、推理、管理），采用知识处理工具将设计知识与产品设计造型融合，实现知识驱动的产品创新设计CAD工具平台。 提供一种知识架构让设计人员把设计知识作用于产品造型过程； 提供创建参数约束、设计规则等知识的能力，并对知识进行有效管理； 提供方便的知识重用工具，最终形成嵌入到CAD系统中的知识管理引擎。 将知识编译、知识工具以及知识库推理机封装为知识管理构件，供外部产品设计工具系统调用。 （a） （b） （c） 例如：多方案选择 1）输入轴径与输出轴径不等，用法兰联轴器(a)； 2）如果扭矩100，用无键压缩联轴器（c）； 3）其它情况下用有键夹紧联轴器（b）。 CAD数据交换技术 CAD接口技术与二次开发 CAD、CAE、CAPP、CAM、PLM的集成技术 不同CAD系统的几何不兼容、拓扑不兼容、容差不兼容、语义语法不兼容，格式不兼容。 函数抽象归类，接口对象封装，组件（中间件）机制，满足不同的程序语言与不同的应用开发。 共享的集成产品信息模型是关键，也是难点 ?11 三维CAD系统及关键技术 系统功能需求 2. 系统体系结构 3. 部分关键技术 4. 系统开发简介 5. 其它相关技术 目前的三条思路： 1）从底层平台开始开发 2）购买几何引擎，进行通用平台和专业应用开发 3）基于成熟商用系统进行专业化二次开发 1、从底层平台开始，所有版权自主 代表： CATIA UG Pro/E GEMS 部分模块和算法也需购买，降低风险和成本。 2、购买几何引擎，进行通用平台和专业应用开发 目前几何引擎：ACIS、Parasolid 提供几何造型功能： 曲线、曲面表达 基本几何形体定义 曲面求交、裁剪 形体布尔运算 数据结构管理及内存管理 显示算法及管理（外购） 其它通用模块和专业应用自己开发： 特征造型、交互输入、约束求解、开发接口、数据交换、专业设计等 3、基于成熟商用系统进行专业化二次开发 商用系统一般提供C，C＋＋等二次开发Api函数，供用户进行专业化的二次开发； 对于较低层次的开发用户提供建库工具、界面定制工具等手段 ?11 三维CAD系统及关键技术 系统功能需求 2. 系统体系结构 3. 部分关键技术 4. 系统开发简介 5. 其它相关技术 数控编程与加工仿真 数据库技术与产品数据管理 有限元结构分析与优化 产品动态性能分析与优化 1、数控编程与加工仿真 CAD中的数据库应用 2、数据库技术与产品数据管理 数据库 数据库，顾名思义，是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的。 数据库是长期储存在