基于特征的参数化造型的思想

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1、基于特征的参数化造型的思想

2、第1内容显示中摘要：本文介绍将参数化设计应用到特征以及特征造型中去，形成参数化的特征，并可参数化地造型。利用面向对象的技术，将造型中的特征所需要的信息封装，并可以通过继承衍生出新的特征。它融合了参数化的灵活性、特征的丰富信息信息以及面向对象技术的封装和继承。关键词：特征特征造型基于特征参数化造型特征描述0引言　　基于特征的参数化造型的思想

3、第1内容显示中摘要：本文介绍将参数化设计应用到特征以及特征造型中去，形成参数化的特征，并可参数化地造型。利用面向对象的技术，将造型中

4、的特征所需要的信息封装，并可以通过继承衍生出新的特征。它融合了参数化的灵活性、特征的丰富信息信息以及面向对象技术的封装和继承。关键词：特征特征造型基于特征参数化造型特征描述0引言随着计算机的普及，人工智能的应用范围越来越广泛，但在CAD方面的应用却碰到些问题。造成这种状况的原因主要来自于对实体的描述和表示上，采用何种描述方法才能使得计算机很好的理解实体，以进行合理有效的几何推理成为人们目前聚焦的问题。传统的实体表示方法使用简单的原始的几何元素来表达实体，比如线条、圆弧、圆柱以及圆锥等，这样显得很枯

5、燥、单调，计算机很难识别和理解这样粗糙的模型。因此就迫切需要发展一种建立高层次实体的基础上的实体表示法，这种实体需要包含更多的工程信息，这种实体就被称为特征。并且由此提出了以特征为基础的特征造型的基于特征的设计方法。目前特征造型在一些主流的CAD系统中有使用，但仍然处于研究阶段。1基本概念自80年代以来，基于特征的设计方法已被广泛接受，也提出了不少特征的定义，最初的特征定义仅包含了几何意义，即主要是它的形状特征，但实际上特征应该包含更多的更广泛的含义和信息。由于特征源于设计、分析和制造等生产过程的

6、不同阶段，因此对特征的认识也不尽相同，至尽尚无统一的特征定义。目前较为通用的定义是1992年Broetry)、以及混合法。但在CAD应用中，参数化设计应用越来越广，因此就出现了将参数化设计应用到特征设计中去，使得特征具有可调整性，主要是针对特征的几何和拓扑信息。我们可以利用混合法来建立特征模型，并将参数化法引入到特征造型中去，使形状特征可以根据需求调整变化，这就是基于特征参数化设计。对于特征的描述可以利用面向对象的语言来描述，利用封装来包含特征所需的信息，使用成员变量来表示特征的静态属性以及与其他

7、特征的关系属性，用成员函数来描述特征特定的设计、制造和行为规则方法，并且由可以通过继承来产生新的特征，发展已有的特征，来满足造型时的需要。特征表示的结构可如图1所示。在建立特征类的关键是形状特征的描述方法。建立形状特征的过程可视为约束满足的过程，设计本质上是通过提取特征有效的约束来建立其约束模型并进行约束求解（这也可称为变量化设计）。那么在类内，可以将形状特征分解成为多个成员变量，通过使用成员函数（进行约束求解）来连接这些变量，然后通过图形显示的成员函数来使特征的外形可视。这些约束一般根据不同的产

8、品的功能、产品结构强度刚度和制造过程的不同来转化的，并将这些限制综合成设计目标，然后将它们映射成为特定的几何和拓扑结构，从而转化为约束。通常在国外将约束分为基约束、尺寸约束、几何约束和拓扑约束。拓扑约束用来约束零部件的结构，几何约束用来约束各几何元素的固定联系，尺寸约束用来约束各几何元素的大小尺寸，基约束为描述一个实体相对于其他实体的位置。在国内很多文章将这些约束统称为几何约束，分类为尺寸约束和拓扑约束，拓扑约束包含了本文中的几何约束和拓扑约束）将基约束、尺寸约束、几何约束和拓扑约束作为构成几何或

9、拓扑结构的几何要素和表面轮廓要素，可以导出各形状结构的位置和形状参数，从而形成参数化的产品几何模型。特征构成使用混合法表示出特征的几何体素构成，可采用一个双向链表来表示，是多个实体结构，实体结构（一个structure表示）是由B-REP表示的线、面等元素的综合。目前最好是使用数据库来存储读取基准，以及测量实体（包括点、线、面，对于今后造型时特征的位置很重要，并且是形状特征产生时的基础是正特征还是负特征,材料信息，公差信息，制造信息，功能信息等约束（是用来具体定各几何体素的尺寸，关系，位置结构，是

10、一些成员函数，其中构造函数用来初始化特征，给出各默认参数，其他一些函数用来计算约束求解，赋值给各体素，定位定型各体素，实现特征调整后的各体素的联动和配合，完成显示特征）行为（用来描述特征在今后造型中的利用用布尔运算进行特征造型，定位特征）特征可以被视为一个小型的包含多种信息的基本的几何模型。鉴于此，我们可以根据以上所述来建立特征描述模型。关键是形状特征的描述，形状特征应包含它的构成（组成它的几何体素），以及几何体素之间的关系。形状特征的构成可以用CSG法、B-REP法和混合法来表示