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IDEAS 基础知识介绍 约束和关系 设计意图 灵活可变的设计可使修改 I-DEAS 零件模型变得十分容易，其重要的因素是零件模型不仅 仅贮存了最终的几何体--它还贮存了“设计意图”，也就是修改几何体时控制其变化的规则。这 些规则在线框几何体作拉伸和旋转时称为“约束” ，当零件进行切割，连接或相交运算时称为 “关系” 。零件尺寸和约束也包括用户自定义的等式。 关系和约束同样遵循“先画外形，后定尺寸” 的设计原理。先快速建立起零件，然后再定义 尺寸作约束，或者加入几何设计意图规则。 在此先讨论线框几何约束，再论述切割运算的关系 。 线框曲线和截面 Master Modeler 模块包括两种线框几何体: 曲线和截面。Master Modeler 模块允许设计人员 开始先用 2 D 创建几何体，然后从这个几何体创建出灵活的 3 D 实体。 线框曲线 （直线，弧，圆和样条曲线等）能够画在三维空间的工作面上或直接画在零件表 面上 。 截面由一组定义了边界的曲线组成 。边界可以是封闭的或开放的，边界内可以包括孔。截 面能直接在零件表面或三维空间的工作面上创建 。截面常用拉伸或旋转方法变为实体。 I-DEAS 早期版本的用户对“剖面 （Profiles ）”可能比较熟悉，他们想知道剖面与 I-DEAS Master Series 中的截面有何不同。剖面包括一个线框曲线的备份，这就带来一个微妙 的问题，因为剖面曲线和线框曲线能用不同的数学等式来描述，因而导致了两者间细微的不 同。I-DEAS Master Series 中的截面仅仅是沿着曲线和曲线截面的一条路径: 曲线不用复制。 剖面可以作为一个独立实体保存，而后 I-DEAS Master Series 中截面不能单独进行管理和存 贮，它是实体的一部分 。 变量约束 那些灵活可变的零件是根据 I-DEAS 中的变量几何原理从拉伸或旋转截面得来的。此系统 的关键是约束。头一次使用约束的时候，它看起来和尺寸没有两样，但它实际上并不仅仅是 这些 。它是一系列传送“设计意图” 的几何规则。如果截面的某个尺寸改变了，如何知道其它 点和曲线是怎样变化的呢？这就要用约束来决定。 最好用一个简单例子来说明这个概念 。画一个四边形，定义 4 个点 。可能会画出不同形状。 解决多义性的办法是给右侧边一个约束: 它必须保持竖直 。加上约束后的情况最好是用联立 方程来表示 。在二维空间，四边形有八个自由度 （DOF ），这是因为每个顶点都用 X ,Y 两个 值来定位 。要保持右侧边竖直，可以写一个简单的等式: X3=X4 这个等式一加上，截面的自由度个数就减少一个 。其它等式同样可以加强几何约束，例如， 要保持上下两条直线水平，等式可写为: Y1=Y4 Y2=Y3 增加一个尺寸约束，如设点 1 和点 2 之间竖向尺寸为 100 ，同样可以写一个等式: Y1=100.0-Y2 可以用别的等式来表达另外的几何关系，如垂直，平行 。要保证一段圆弧与直线相切的等 式就要复杂一些了，但原理是相同的。在加上几何约束后，软件就写出一系列等式，如果有 值作了修改，求解此等式就能得到未知数。 约束的 妙之处在于任何时候都可以加入或删除 。这点非常适宜设计环境 ，因为在草 图设 计时，一开始并不一定完全清楚有些什么约束 。另一个原因是在开始草 图设计时就确定精确 值是没有必要的。设计的同时就可以增加或修改约束 。 一些爱好数学的读者也许会问一个截面究竟有多少个约束 ？一般来说，求解一个联立方程， 方程 的个数必须等于未知数的个数。IDEAS 中截面的自由度个数是允许加入的约束个数的上 共