复杂三维CAD装配模型特征信息提取技术研究

针对飞机、大型输送机等复杂三维CAD装配模型具有装配零件多,配合复杂,在提取装配体特征信息过程中,有信息提取不完整、深度不够的问题,提出一种复杂产品装配特征信息提取的方法,该方法以CATIA软件为平台,采用构件的应用编程(Component Application Architecture,CAA),二次开发快速提取特征信息功能。结合多叉树前序列遍历思想,深度优先搜索的算法,逐层深入,可以完整提取多层嵌套的复杂装配体的配合和约束信息,充分利用复杂三维CAD装配模型特征信息,更有力的支持装配工艺规划。同时,通过选择输送某种民航飞机机翼的输送机为例,验证此方法的可行度。

基于挠性构件变形的谐波齿轮装配模型

依据柔轮装配前后的变形关系和中性层曲线不伸长条件,提出采用等分弧长分布算法来确定装配状态柔轮中性层曲线上轮齿位置及其轮齿对称线的转角,给出了装配状态柔轮的三维模型参数化生成方法。通过与传统等效圆环变形理论的近似算法和精确算法的比较表明,等分弧长分布算法与精确算法的结果非常贴近。在此基础上建立了基于挠性构件装配变形的谐波齿轮装配模型,可直观显示轮齿间的啮合情况和侧隙分布。模型应用实例验证了所提方法的有效性。

层次化单元装配模型

装配设计是产品设计的重要设计阶段 ,在分析装配设计和层次化单元任务模型的基础上 ,建立了支持装配设计的面向对象的层次化单元装配模型 .装配单元的层次化结构表达了功能结构 ,通过功能映射可以建立功能到单元的对应关系 .研究了基于层次化装配单元模型的装配设计 。

基于设计和装配过程的装配模型研究

研究产品面向装配的设计 (DFA)中的产品装配建模技术 ,提出一种以装配件为对象并能充分反映设计过程和装配过程特点的二叉树装配模型。构造了相应的数据结构 ,为可装配性评价奠定了基础 ;建立该装配模型的应用框架 ,为并行工程提供了支持工具。此外 ,该装配模型还可作为通用的产品装配模型应用于

面向对象的航空发动机装配模型

为了对复杂产品的数字化装配设计提供有效的支持,首先对产品装配建模方法研究工作进行了归纳分析,指出面向对象的建模方法是目前最合适的复杂产品装配建模方法。然后采用对象类图建立了复杂产品装配元模型,描述了产品装配过程中的主要对象类及其关系,集成表达了产品结构、装配特征、装配关系、工艺方案等信息,为数字化装配设计提供了全面的支持。最后通过对象匹配方法,将复杂产品装配元模型转化为航空发动机装配的对象模型,并以燃气涡轮发动机的涡轮转子为例,对其装配结构构成、数据衍变关系及建模方法进行了说明。将所建立的面向对象的航空发动机装配模型直接用于数字化产品装配系统的开发,并进行了应用验证。

面向中小企业装配设计系统的产品装配模型

为建立高效的中小企业装配设计系统,定义了多层次与多维度的装配集成模型。为有效实现各项装配设计功能,提出一组装配应用模型,分别对装配拓扑结构、装配关系、装配工艺及仿真等进行建模,自动生成尺寸链、装配关系矩阵与电子技术文档等;采用装配领域模型表达公共语义结构与领域知识,建立单一装配数据源,支持数据重用与共享。研究了装配数据迁移与衍生衍变方法,用以实现面向结构、语义与过程的模型数据自动衍变。将该模型用于AeroAssem装配设计系统的设计开发,并进行了应用验证。

并行设计中产品装配模型的应用

分析了并行工程的特点以及当前机械ＣＡＤ系统的现状，提出了在并行设计过程中根据产品的装配关系组织管理设计参数和几何模型．并根据产品装配关系建立了机械产品的装配模型。

多细节层次装配模型及序列规划

为了建立支持自顶向下的产品设计系统 ,开发一个自顶向下设计的装配模型和相应的高效、快速的装配规划方法 ,通过深入分析自顶向下的设计流程 ,提出了支持自顶向下设计的多细节层次装配模型。该模型中的超零件模型和简化零件模型是对装配体细节的不同描述 ,是装配体中零件几何信息的简化表达。利用多细节层次模型 ,对自上而下、分层分步的装配序列规划以及装配序列规划算法和复杂性进行了分析。应用实例表明 ,该方法避免了装配规划中复杂模型的庞大数据量问题 ,可以提高装配规划的推理效率 ,加快装配仿真中的碰撞检测速度 。

基于语义关联与驱动的产品概念装配模型研究

面向概念设计的装配模型表示是机械产品装配建模技术研究的一个重要问题,现有的基于几何约束关系的CAD系统不能很好地解决这一问题。基于装配语义“三位一体”性给出了面向概念设计的产品装配模型表示方法,提出采用装配语义关联图表达零件之间的装配语义关系,通过装配语义关联图建立起支持概念装配模型的多层次语义关联和基于语义的装配驱动,从而实现机械产品从概念设计出发的自顶向下和从详细设计出发的自底向上的双向设计。

面向精度的数字化产品装配模型研究及应用

结合异地协同装配的特点,对产品特征信息进行了分类,在研究零件特征的公差信息表示基础上,建立了面向精度的产品层次模型。该模型分为层次关系层、关联关系层、特征信息层和特征元素层四层,通过建立层内各元素的关系链和层间信息的映射实现了产品信息的有机结合。研究了CAD零件信息与数字化装配系统的信息转换方法,采用面向对象技术实现了产品的装配建模。通过采用回溯算法搜索产品模型层次信息,实现数字化装配环境中产品装配尺寸链的自动寻找。

支持变型设计的装配模型建模方法研究

指出产品结构变型的两种基本形式:纵向布局结构变化和横向布局结构变化。提出了支持变型设计的装配模型——“顶层基本骨架”的建模理论和方法。在装配模型层次化的基础上,将“项层基本骨架”作为自顶向下设计过程中信息传递的纽带,并以Pro/E为技术平台,通过具体设计实例,展示了产品变型设计的过程。

级进模结构CAD系统装配模型的研究

装配设计是级进模结构CAD系统的核心。模具结构的装配设计方法影响到级进模结构设计的速度。提出并实现了基于散列索引二叉树的装配模型，该模型可有效地描述零件间的装配约束关系，为模具标准结构的自动装配设计提供了基础。

基于统一装配模型的模架设计技术研究

对通用注塑模具的典型模架结构进行深入分析,提出标准模架的统一建模方法,即利用冗余控制参数控制标准模架中模板的抑制与显示以及相关组件的尺寸变型实现模架统一建模,并研究了基于统一装配模型的模架设计技术.通过控制表达式、模板特征构造、自顶向下的模架装配构造、虚拟的装配定位关系、基于属性的部件识别等技术,开发出利用冗余控制参数实现模架变型设计的模架装配系统,从而实现基于统一装配模型的模架自由变型设计.

基于产品装配模型和多代理的产品设计

提出了一种基于装配模型和多代理 (Multi-Agent)的产品协同设计模式。通过产品装配模型记录产品设计意图 ,支持设计过程的快速重演 ,同时产品的几何模型和装配模型向各代理提供所需的一些原始信息 ,多代理系统则完成对产品零部件的强度验算、刚度验算、加工工艺评定等方面的工作。这样 ,可以实现产品的几何建模系统、装配建模系统与多代理系统的集成 ,支持产品在异构分布环境下的协同设计。

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

为将Solid Works装配模型转换为虚拟装配模型,提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分.使用虚拟仿真标准格式OpenFlight数据库表达零件的层次化模型,采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型,零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射.在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构,实例研究表明该方法简单有效,具有可扩展性.

基于装配模型的CAD/CAM集成技术研究

对基于特征的CAD／CAM集成方法进行分析，指出其不足，并据此提出基于装配模型的CAD／CAM集成系统的总体设计方案。

基于装配特征图树的装配模型与建模方法

通过研究设计信息的映射机理 ,提出了一种基于装配特征图树的装配模型 ,并且用符号对其进行了表示。通过建立的特征基本操作的映射算法 ,可以方便地建立装配模型 ,实现从功能到结构的映射 ,而且避免了约束求解中出现的闭环求解的现象 。

面向设计的级进模结构装配模型及系统开发

针对级进模结构装配复杂的特点,采用框架/规则复合的知识表示方法来表达模具零(构)件;采用约束关系树和层次模型相结合的策略,建立了基于层次结构的约束装配模型;通过组件概念的引入,准确表达了装配设计模型中的多层次关系,从而建立了基于知识支持的自顶向下的级进模结构装配设计方法。通过VB6.0开发工具,结合Access数据库,基于SolidEdge图形平台二次开发平台,开发了面向设计的级进模结构装配模型设计系统。

面向装配规划的可重构装配模型

为提高复杂产品装配规划的效率,针对当前装配模型不能有效支持结构重构的问题,分析了重构对装配模型中信息变更的影响,提出了一种基于装配关系元的装配关系模型表达方法,实现了装配模型中关系信息和层次信息的柔性关联,进一步给出了可重构装配模型的信息组织方法和存储机制。在引入相关重构算法概念的基础上,给出了装配模型信息动态管理维护算法,以保证装配模型信息在重构前后的完整性与一致性。通过产品实例说明了上述研究成果的可行性和实用性。

面向设计的集成产品装配模型

首先介绍了装配模型的研究现状 ,分析了装配模型的几种表示方式及其优点、缺点 ,然后提出了一种面向设计的基于广义键和层次结构模型的集成产品装配模型。这一装配模型能够描述产品的层次信息 ,描述零部件之间的位置关系信息、连接关系信息、运动关系信息、传动关系信息和配合关系信息 ,还能够描述零部件的设计参数及其约束关系、分析特征等非工程语义信息。基于产品几何模型和装配模型的设计系统 ,能够支持产品自上而下、逐步求精的设计过程和并行产品设计过程。