第二章软件设计原理ppt课件.ppt

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1、第二章软件设计原理概述第一节注射模CAD软件设计原理一、参数化设计二、建模技术三、工程数据库五、人工智能技术四、装配设计技术概念：又叫尺寸驱动，是指对零件上各种特征施加各种约束形式，各个特征的几何形状和尺寸大小用变量的方式来表示(可以是常数也可以是某种代数式)，如果定义某个特征的的变量发生改变，则零件的这个特征的几何形状或尺寸大小将随着参数的改变而改变，随之刷新该特征及其相关联的各个特征，而不需要再重新画图。一、参数化设计参数类型：尺寸约束参数和几何约束参数尺寸约束：确定几何元素的大小及彼此间相对位置的约束，是可变的，如长、宽、高、圆半径等。几何约束：几何元素拓扑

2、结构的约束，是不可改变的，如垂直、平行、相切、同心等。对约束的要求：1)约束的一致性2)约束求解的可靠性3)约束定义的交互性一、参数化设计参数化设计的方法：1)程序参数化设计2)交互参数化设计(几何推理法、作图规则匹配法、变量几何法)一、参数化设计概念：又称几何建模，是几何形体的构造。采用一套合适的数据结构来描述三维物体的几何形状，形成供计算机识别和处理的信息数据模型。(几何信息和拓扑信息)几何信息：构成几何实体中各几何元素在欧氏空间中的位置和大小，可以用数学式加上边界条件来描述。拓扑信息：构成几何实体中各几何元素的数目和它们的连接关系。二、建模技术建模方法：1.

3、线框模型(Wire-frameModel)用顶点和邻边来表示几何形体。2.表面模型(SurfaceModel)用有向的棱边来定义形体的表面，再由这些面的集合来定义形体。3.实体模型(SolidModel)在表面模型的基础上，对实体存在侧给予明确的定义。4.特征模型法(FeatureModel)具有一定的几何形体，是产品信息的携带者，具有工程意义，具有严格的性质。定义实体存在域方法：图2-1实体存在侧的定义3.实体模型(SolidModel)在表面模型的基础上，对实体存在侧给予明确的定义。a)给定一个点b)给定法矢c)给定有向边几何形体表示法：1）构造几何实体(Co

4、nstructiveSolidGeometry,CSG)通过对简单的形体(即体素，Primitive)进行并、交、差集合运算并配以平移、旋转等几何变换来表示的复杂实体。这种方法数据结构简单、数据量小、容易管理，每个CSG都表示一个实际的有效形体，且容易修改。2）边界表示法(BoundaryRepresentations,B-Rep)直接用面、环、边、点来定义形体的形状和位置，详细记录了构成形体的所有几何元素的几何信息和拓扑信息，能较快地绘制几何形体，可以使用多种操作和运算，但是数据结构复杂、数据量大，而且修改形体的操作比较困难，有时B-Rep表示的可能是一个无效的

5、形体。3）扫描法(Sweeping):运动的物体沿着轨迹所得到的实体。4）分解表示法(Decompositionrepresentation,D-rep)把一个几何体有规律的分解为有限个单元。4.特征模型法(FeatureModel)具有一定的几何形体，是产品信息的携带者，具有工程意义，具有严格的性质。特征分类：1)形状特征：携带某些工程信息的几何形体，又分为体特征，过渡特征和分布特征。①体特征：反映形体的增加(如凸台)或减少(如孔、槽等);③分布特征：表达一组相同的形状特征，如阵列孔、齿轮的齿廓等。②过渡特征：表达一个形体的各表面分离或结合的性质，如倒角、倒圆等

6、;2)精度特征：在工程设计和加工中使用的形位公差、尺寸公差、表面光洁度等非几何信息，还包括检测特征。3)材料特征：规定材料的类型、强度、力学与物理性能、热处理方式与条件等信息。4)装配特征：包括装配体中各零件的位置关系、公差配合、功能关系、动力学关系等。5)分析特征：有关工程分析方面的特征，如有限元分析中的梁、板特征。特征建模法结构流程图传统的数据管理系统(DatabaseManagementSystem,DBMS)运用于CAD系统有许多缺陷：1.不能完全满足工程环境中信息表达的要求，如表达复杂实体中各元素的联系非常困难、缺乏动态模式修改能力等；2.不能支持整个工

7、程应用过程，对不同阶段要求不同方面信息这一特点缺乏支持，对过程性信息的支持较弱；3.存取的效率很低。三、工程数据库工程数据库管理系统应满足以下功能要求：1.支持复杂对象及其语义关系的描述与处理，复杂对象和存在于复杂对象之间语义关系的复杂性是工程的特点之一。2.支持文字、图形、图象、动画等多媒体数据的管理。3.是动态数据库，不仅能对静态数据建模，而且能对动态数据建模，允许动态地对数据库进行修改与扩充。4.支持约束的定义与维护，工程对象往往都是具有一定约束的设计对象，要能提供定义约束的能力，支持约束的传播，在设计过程中可实时修改对象的约束。5.支持快速查询，有良好的查

8、询接口6.