基于公共几何服务接口的CAD/CAE系统集成技术的研究和实现

摘要

为了寻求解决物理样机试验费时费力的缺陷，人们把目光投向了基于计算机的数字样机技术的研究上来，即通过仿真来模拟产品功能和行为达到验证、评价新产品的目的。各种仿真中，产品的力学性能仿真始终是核心问题之一，浙江大学工程与科学计算研究中心自主开发的高端数字样机(HEDP，High End DigitalPrototyping)系统即为此目的设计的。 如何和CAD系统无缝集成是HEDP系统开发着力要解决的关键问题之一。技术上有3类常用方式：通过中性文件标准、CAD内核和CAD产品的二次开发接口。这3类方式各有优缺点，如何将其统一到一个软件框架中是业内关注的焦点，本文基于开源软件CGM，就此问题给出了一个标准化的解决方案。 第一章介绍HEDP的基本设计概念，以及HEDP系统和CAD系统集成框架的设计。 第二章详细介绍CGM的设计、功能和使用。CGM是基于LGPL协议发布的开源代码，集成了CGM的软件能够获得免费的商业许可。CGM本身具备完善的功能和接口设计，包含对非流形几何拓扑、虚几何等重要设计概念的支持，它的面向对象的软件设计模式能够满足用户特定的扩展需要。作为CUBIT软件和CAD系统集成的中间桥梁，CGM的有效性和可靠性值得信任。 第三章则介绍基于CGM的数据转换服务。以IGES文件标准为媒介，分别针对二维问题和三维问题，我们实现了HEDP系统和CAD系统的读写接口，并在数据转换的同时实现了基本的数据修复功能。 第四章以一个典型的几何修复算为例，探讨了如何基于CGM实现基本的几何修复算法。 最后一章总结全文，并就未来研究方向给出建议。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

声明

第1章绪论

1.1基于力学计算的高端数字样机

1.2 HEDP的介绍

1.3 CAE系统和商业CAD系统的集成

1.4本文工作

1.5论文结构

1.6本章小节

第2章公共几何服务接口

2.1前言

2.2几何模型

2.2.1拓扑

2.2.2非流形体造型

2.2.3组

2.2.4属性

2.2.5几何表示的支持

2.3 CGM的功能及设计理念

2.3.1介绍

2.3.2模块组件

2.4工具和引擎集组件

2.4.1几何引擎的初始化

2.4.2几何查询操作：几何查询工具

2.4.3几何修改操作：几何修改工具

2.4.4合并工具

2.4.5虚拟几何引擎

2.5几何组件

2.5.1几何表示：TopologyBridge

2.5.2可替换的几何表示

2.6拓扑组件

2.6.1非流形体造型：BridgeManager

2.7基于CGM的开发

2.7.1介绍

2.7.2工厂类：拓扑实体的“生产者”

2.7.3基于特定应用的属性

2.7.4工具数据：基于特定应用的数据

2.7.5 CubitObserver：基于特定应用的实体观察者

2.8本章小结

第3章基于公共几何服务接口的几何数据读写

3.1前言

3.2基本概念

3.2.1 IGES文件标准

3.2.2 HEDP中的几何数据模型和文件标准

3.3几何数据读写接口的设计与实现

3.3.1几何数据读写接口的总体设计

3.3.2 3D几何数据读接口的实现

3.3.3 2D几何数据读接口的实现

3.3.4 3D几何数据写接口的实现

3.3.5 2D几何数据写接口的实现

3.4本章小结

第4章基于公共几何服务接口的几何修复

4.1前言

4.2几何修复的必要性

4.3几何修复的实现

4.4本章小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献