《特征造型技术》PPT课件.ppt

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1、CAD技术及应用——特征造型技术华中科技大学CAD中心吴义忠内容提要引言特征的定义和分类基于特征的零件信息模型特征的表示特征的创建与识别几何形状特征及UDF特征造型系统的关键技术特征造型技术的发展特征造型系统简介CAD技术发展的几次革命特征造型是近二十年来发展起来的一种新的造型方法，它是CAD第三次技术（参数化技术）革命的里程碑。特征(Feature)一词的出现，最早是在一九七八年MIT的GossardD.C.所指导的SoltesJ.W的学士论文“AFeature-BasedRepresentationofPartsforCAD”中。特征定义特征的认识不同，至今尚无统一的特征定义

2、，Shah指出一个特征所至少需要满足以下几个条件中的一个：零件的物理组成部分；可以映射到某一个具体的形状；有工程意义；有可以预知的属性。特征定义通用定义：特征就是任何已被接受的某一个对象的几何、功能元素和属性，通过它们我们可以很好地理解该对象的功能、行为和操作。更为严格的定义也被使用：特征就是一个包含工程含义或意义的几何原型外形。特征在此已不是普通的体素，而是一种封装了各种属性（attribute）和功能（function）的对象。特征的作用在CAD系统引入“特征”后，能够起到以下三方面的作用：①表示设计意图；②简化传统CAD系统中繁琐的造型过程；③从高层次上对具体的几何元素如点

3、、线、面进行封装。特征的分类从产品整个生命周期来看，可分为：设计特征、分析特征、加工特征、公差及检测特征、装配特征等；(STEP产品模型)从产品功能上，可分为：形状特征、精度特征、技术特征、材料特征、装配特征；从复杂程序上讲，可分为：基本特征、组合特征、复合特征。基于特征的零件信息模型特征的表示面向对象的特征表示特征标示ID特征类型Brep特征引用FDG参数与约束CBG特征操作特征创建方法（Next)特征交互定义特征自动识别特征转换基于特征(库)的设计特征创建方法特征识别特征的自动识别包含以下几个步骤：进行拓扑和几何模式匹配；提取被识别的特征；决定特征的参数；完成特征模型；组合单

4、个的特征以获取高层意义上的特征。后面详细介绍特征转换A、B为不同特性造型系统：等价转换A中的一个特征转换到B中有相同几何的特征，如设计模型中的一个通孔转换到加工特征模型中的一个通孔。投影转换A中的一个特征转换到B中一个具有更少信息的特征。关联转换A中的一个特征转换到B中一个与之相关联的特征，如设计模型中的一个肋特征转换到有限元分析特征模型中的一个负载特征。组合转换A中的多个特征通过重新组合转换到B中的多个特征。形状特征布尔操作：实体加、实体减扫：拉伸，旋转，轨迹扫放样：变截面修饰特征（二次）：倒角，凸台(boss)、打孔（hole）、凹槽（pocket）、筋板、抽壳(hollow

5、)，拷贝，阵列，镜像曲面特征：偏置（offset）、缝合（sew）、修补（patch）、修整（trim）、分割（split）InteSolid形状特征InteSolid形状特征（续）用户自定义特征用户自定义特征(Userdefinedfeature，UDF)：是对设计人员而言具有明确工程语义，包含约束和设计过程的形状特征集合。在产品的设计过程中，UDF可以根据不同的尺寸值和约束关系产生设计变体，并作为一个整体参与零件的布尔运算。自定义特征可以形式化定义为UDF=(Geometry，Attribute，History，Constraint).UDF形式化定义Geometry表示UD

6、F对应的几何形状。几何形状是与具体实例相关的，同一个UDF的不同实例，具有不同的几何形状。Attribute表示特征的属性。如特征的名称、体积、材料、公差以及其它用户自定义的工程描述信息。它把具有多义性的几何形状映射到具体的物理实体。History表示UDF的设计过程。History可以使用特征依赖图来表达。特征依赖图中结点代表组成UDF的各个子特征，弧代表子特征之间的依赖关系。Constraint表示构成UDF的几何元素之间的拓扑约束、尺寸约束及自定义方程约束。这些约束通过对各个子特征之间约束关系的定义，起着维护UDF工程语义，判别UDF有效性的作用。UDF=零件?UDF定义与

7、实例化UDF的定义过程包括几何定义、属性定义和约束定义三步。由于UDF系统是建立于已有的特征造型系统基础上，所以，事实上几何定义过程就是使用特征造型系统进行造型的过程。对于一个已经存在的零件，几何定义的过程则表现为用户从特征历史树上选取子特征的过程，被选取的子特征构成UDF所包含的内部特征集合。属性定义的过程是定义UDF所包含的描述信息的过程，描述信息可能包括密度，体积，重量等具有工程意义的参数。约束的定义分为两步，首先用户选择具有工程意义的尺寸和参数，而后用户建立个参数之间的约