基于ACIS的二维草图参数化设计在工程制图标准件中的应用

摘要

随着现近几年建筑、机械、制造行业的迅速发展，CAD软件在相关行业使用率已经非常普及，地位也越来越重要；虽然国内CAD行业蓬勃发展，但大部分市场仍然由等国外CAD软件几乎垄断；同时国内工程水平有了很大提高，工程造型的应用变得更广泛，大多数用户也在开始由过去的以2D为主的CAD程序，向以2维平面操作为主并辅助3维辅助设计的过渡；另外一方面，大部分CAD软件都推在了自己相应的3D模块和动态参数化引擎。
　　 于此同时传统静态的几何参数系统往往也就很难适应产品开发的动态过程，产品设计要经历概念设计，草图设计，详细设计等多个过程，在这些过程中，产品造型要被反复地修改。采用这样的CAD系统就会引起大量的重复劳动，不利于设计过程的迅速进行，特别是在一些局部耦合性很高的地方，重复修改也不利于数据的可靠性；一般来说，经常被修改的是一些尺寸，而几何元素间的拓扑关系很少被改动，改动之后的几何体往往和原来的是同构的，或者稍微做修改就可以保持这样的性质，利用这样的特性，可以使设计过程简化很多，稳定性增强；
　　 本文主要是在过去工程CAD软件开发和CAD设计工作的启发和基础之上，结合实际工程制图实地背景，探讨了一种交互式动态参数化制图软件设计过程，为解决上述的问题提供一个很好的途径。通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形本身驱动，其中还隐含地进行驱动所需的必要几何信息与约束关系；有时候约束关系显得比独立的参数本身显得重要很多，因此文章同时还将探索一些动态参数约束的一些方法，这些动态参数的内容可以由用户实际工作来决定。
　　 文章以具体工程图为例阐述了工程大样中几何图形草图参数修改采用多种方式，包括参数命令行模式，类似机械设计的属性模式和动画概念设计操作模式来显示参数，操作参数；并进一步介绍了如何定义参数约束的一些方法，并介绍了以ACIS/HOOPS几何引擎为基础几何平台，并在此之上建立通用的参数的操作平台和参数化模型平台的一些方法。
　　 本文在最后还对所做工作的难点与不足进行了阐述和总结，对CAD软件技术的前景进行展望、最新发展动态进行了跟踪。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2工程背景

1.3工程CAD现状

1.4二维草图技术概述

1.5参数化技术简述

1.6 ACIS／HOOPS平台介绍

1.7课题研究的内容

1.8小结

2 ACIS架构分析与二维草图设计

2.1 ACIS几何模型对象与其数据结构

2.1.1几何模型对象

2.1.2几何数据结构

2.2几何模型的关系

2.2.1拓扑边界

2.2.2拓扑的描述

2.2.3 几何体的抽象定义

2.3 ACIS二维草图技术

2.3.1二维草图曲线概述

2.3.2工程二维草图参数曲线

2.3.3曲线的生成与橡皮线算法

2.3.4曲线的变换和裁剪

2.3.5 ACIS中的C++技术

2.4 HOOPS图形的渲染与交互功能

2.4.1 HOOPS图形渲染功能

2.4.2 HOOPS的MVO架构

2.4.3用HOOPS渲染ACIS几何体

2.5小结

3二维草图动态参数模块设计

3.1动态参数化设计背景

3.1.1人工智能原理概述

3.1.2动态参数化系统

3.1.3应用专家系统

3.1.4 CAD标准化制图及发展趋势

3.2语义分析在二维草图系统中的应用

3.2.1应用语义分析

3.2.2二维草图语义架构

3.2.3知识与知识库的管理

3.3参数的约束

3.3.1几何约束

3.3.2参数的约束

3.3.3二维草图约束

3.3.4标准件的参数约束

3.3.5标准件的录制过程

3.3.6 ACIS几何引擎接口的自动适配器

3.4小结

4二维草图操作模块设计

4.1操作模块概述

4.4.1操作对象与管理器简述

4.1.2传统HOOPS操作类简要分析

4.2操作类基本设计

4.2.1增加操作类消息映射

4.2.2接受设备消息或操作事件

4.2.3 Message Map映射消息

4.2.4改装HOOPS现有的操作类的步骤

4.2.5创建平行的自定义操作类

4.2.6附加参数信息

4.2.7小结

4.3草图复合操作设计

4.3.1复合操作概述

4.3.2操作类集的基和原子操作簇

4.3.3常用的最小子操作与合成表达式

4.3.4操作类对象的交互

4.3.5操作的耦合性

4.3.6增加并行的服务型操作

4.3.7自动匹配模型库接口的Smart Op Manager

4.4对HOOPS选择类操作的改进

4.4.1选择类容器概述

4.4.2操作对象上选择容器

4.4.3选择实体的整体或局部

4.5小结

5二维草图标准件应用

5.1标准件设计

5.1.1标准件应用

5.1.2二维草图标准件分类和设计

5.1.3标准件行业应用

5.2草图与动态参数实例

5.2.1草图与动态参数实例：

5.2.2实例说明

5.2.3系统组织结构图

5.3小结

6总结与展望

6.1全文总结

6.2技术展望

致谢

参考文献