数字化设计与制造 第二章 产品数字化建模

《数字化设计与制造 第二章 产品数字化建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字化设计与制造第二章产品数字化建模数字化设计与制造第二章产品数字化建模内容提纲第一节产品模型的描述与表示第二节数字样机第三节产品建模的基本方法第四节产品模型的显示第五节产品模型数据的交换第一节产品模型的描述与表示产品数字化模型是产品信息的载体，包含了产品功能信息、性能信息、结构信息、零件几何信息、装配信息、工艺和加工信息等。信息的表现形式主要以几何信息和非几何信息为主。产品模型不是一个单一模型，而是一组有相互关系、反映不同阶段操作的模型组。设计过程的零件模型为主模型，其他模型均以主模型为基础，在此基础上进行新模型的构建。第一节产品模

2、型的描述与表示一、产品设计阶段的模型描述与表示概念设计结构设计分析仿真几何设计产品设计阶段第一节产品模型的描述与表示1．概念设计阶段的模型一、产品设计阶段的模型描述与表示在产品概念设计阶段，主要从功能需求分析出发，初步提出产品的设计方案，此时并不涉及产品的精确形状和几何参数设计。概念设计模型包括产品的方案构图、创新设计等。在这一阶段，概念设计主要依赖于设计者的设计知识、经验，突出创新性思维。方案设计的结果主要以技术报告、方案图、草图等形式给出。第一节产品模型的描述与表示2．零件几何模型一、产品设计阶段的模型描述与表示几何模型是产品详细

3、设计的核心，是将概要设计进行细化的关键内容，是所有后续工作的基础，也是最适合计算机表示的产品模型。产品几何模型确定了零部件的基本形状、材料、精确尺寸和加工方法。几何模型用二维或者三维模型表示。几何模型包含了零件的几何信息和非几何信息。概念第一节产品模型的描述与表示2．零件几何模型一、产品设计阶段的模型描述与表示几何模型的非几何信息以属性表示。属性信息的定义以文本说明，并具有一定的结构，一般应至少包含BOM中（物料清单）所需的详细内容。常见的明细表和标题栏所需的信息都应当属于属性定义的范畴。常用的有产品代号、名称、材料、加工方法、设计者

4、、零件说明、零件类型等。非几何信息第一节产品模型的描述与表示2．零件几何模型一、产品设计阶段的模型描述与表示零件几何模型是详细设计阶段产生的信息模型，是其他各阶段设计的信息载体，通常作为主模型。所谓主模型是指以该模型为唯一数据源，其他模型以它为基础，派生出其他各种模型。派生的过程实现了模型的演变。如二维图形是主模型的直接投影，数控加工编程是在主模型基础上进行的刀具轨迹计算，有限元分析是在主模型基础上经过前置处理的简化和转换模型，以便进行有限元求解。主模型第一节产品模型的描述与表示3．产品仿真模型一、产品设计阶段的模型描述与表示产品功能

5、与性能仿真一般不能直接在详细设计阶段产生的零件几何模型上进行，必须进行一定的转换或者处理，建立符合仿真分析的模型。几何模型是分析模型的数据源，分析的结果反过来还会影响到几何模型的修改。产品仿真模型表达了仿真分析阶段的信息，对产品性能进行校验，阶段成果包括图形、表格、数据、文本说明等各种形式。第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示在装配模型中需要表示产品的结构关系、装配的物料清单、装配的约束关系、面向实际装配的顺序和路径规划等。结构关系一般用产品结构树表示；详细的非几何信息用属性表示；装配约束关系(包

6、含面贴合、面对齐、角度定位等)由CAD系统提供的工具建立；装配顺序规划和路径规划则是建立规划模型。第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示(1)装配结构树：装配结构模型反映产品的总体结构，初始设计可以不涉及具体的几何信息，而仅仅表示产品的功能结构、层次结构以及设计的关键参数。装配体子装配体1零件1子装配体2零件2零件3零件4子装配体3零件5零件6第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示零件一旦进入装配结构，就与装配结构之间形成了引用关系。当一个产品初始设计时，可以不涉

7、及它的几何模型而仅仅建立结构树，每个叶子节点中包含的几何信息可能为空，在逐步细化和设计的过程中．零件的详细几何设计才进行，这种方法称为自顶向下的设计。自顶向下的设计同时符合PDM管理下的设计方法，直接在PDM下设计产品结构，并通过设计软件进行详细几何和装配设计。自顶向下的设计第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示产品结构模型除了提供结构层次外，还提供基本设计参数和设计基准。例如一辆汽车的设计需要几百或上千个参数定义，而实际在结构设计时只需要确定关键的几个甚至几十个参数。由这些参数建立汽车的总体架构，

8、当这些参数改变时，汽车的总体架构随之改变。第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示第一节产品模型的描述与表示4．产品装配模型一、产品设计阶段的模型描述与表示(2)属性信息表：属性信息用来