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基于特征的CAD数据交换技术研究

作　者: 张晓斌
导　师: 叶修梓
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 特征造型 几何造型 数据交换 CAD
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 284次
引　用: 14次
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内容摘要


本文首先回顾了几何造型技术的发展历史，指出基于特征、历史造型的建模技术是过去CAD技术研究的成果结晶，在业界得到了广泛应用。接着考察了产品数据交换技术的发展历史，并详细分析了现有产品数据交换方法的基本特点，指出数据交换的层次偏低，丢失高层语义信息是现有方法的主要不足之处，为此本文提出了一种基于特征的CAD数据交换方法。在新方法中，产品的数据交换发生在特征模型层，交换的数据不是边界或网格等低层语义，而是数据量少的特征，历史造型等高层语义，参与交换的CAD系统可利用这些数据在本地机器上通过求值算法重建模型，有效地保存了模型的高层设计意图。 实现基于特征的CAD数据交换方法的关键是解决不同CAD系统实现的不一致问题。本文方法以定义造型功能映射集合为基础，通过数据转换插件调用CAD系统自身建模API，有效地解决了不一致问题。造型功能映射集合是现有CAD系统支持的造型功能全集，各个CAD系统的造型功能是这个全集的子集。因为CAD系统的特征实现的不一致性，本文将造型功能和实现方法分开。造型功能和实现方法不是一对一关系。一种功能可能包括多种实现方法。针对数据交换过程中出现的其他几个关键问题，比如不同系统坐标系的处理，交换过程中中间信息的存储，特征的定位等，本文也做了深入讨论。 为验证基于特征数据交换方法的可行性，本文使用VC开发平台，采用基于COM的CAD二次开发技术，在SolidWorks 2005和Inventor v8.0上制作了数据转换插件。利用此插件，可实现拉伸、旋转、扫描、圆角、倒角、阵列等几种特征的数据交换。从运行结果看，方法是可行的，转换后的模型可以在另一系统中修改、编辑，有效地保留了特征和历史造型等高层设计意图，同时该方法还具有数据转换效率较高，产生的中间数据文件很小等优点。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-16
  1．1 研究背景和意义  9-10
  1．2 国内外研究现状  10-12
  1．3 研究任务分析和主要内容  12-14
  1．4 论文的组织结构  14-16
第二章 几何造型技术  16-28
  2．1 几何造型技术的发展  16-19
    2．1．1 线框造型  16-17
    2．1．2 曲面造型  17
    2．1．3 实体造型  17-19
    2．1．4 特征造型  19
  2．2 边界表示(Brep)  19-24
    2．2．1 形体的几何元素  20
    2．2．2 边界表示法(Brep:Boundary Representations)  20-21
    2．2．3 以边为核心的半边数据结构  21-24
  2．3 基于特征的造型  24-27
    2．3．1 特征的定义和分类  25-27
    2．3．2 产品特征模型  27
  2．4 本章小结  27-28
第三章 基于BREP的数据交换方法  28-42
  3．1 产品数据交换  28-30
  3．2 STEP标准  30-35
    3．2．1 STEP标准的组成部分  30-31
    3．2．2 STEP标准的方法学和结构  31
    3．2．3 STEP标准的内容  31-33
    3．2．4 STEP中性文件结构  33-35
  3．3 IGES标准  35-38
    3．3．1 IGES的作用和文件构成  35-36
    3．3．2 IGES文件的数据记录格式  36-38
  3．4 IGES处理器的原理与设计  38-41
    3．4．1 IGES处理器的原理  38-39
    3．4．2 前处理器设计原则设计前置处理器应遵循的规则  39-40
    3．4．3 基于IGES的前后置处理器实现  40-41
  3．5 本章小结  41-42
第四章 基于特征的数据交换方法  42-51
  4．1 现有数据交换存在的问题  42-45
    4．1．1 现有存在问题  42
    4．1．2 数据交换的三种基本方法  42-44
    4．1．3 基于特征的CAD系统的特点  44-45
  4．2 基于特征的数据交换过程  45-47
    4．2．1 共享层次  45-46
    4．2．2 基于特征的交换方法  46-47
    4．2．3 数据转换流程  47
  4．3 造型功能映射集合  47-48
  4．4 交换过程中的几个关键问题  48-50
    4．4．1 坐标系的处理  48-49
    4．4．2 特征信息的提取  49
    4．4．3 中间数据的保存  49
    4．4．4 特征定位  49-50
  4．5 本章小结  50-51
第五章 原型系统实现  51-64
  5．1 三维CAD系统介绍  51-58
    5．1．1 SolidWorks 2005  51-53
    5．1．2 Autodesk Inventor v8.0  53-55
    5．1．3 二次开发技术  55-57
    5．1．4 插件  57-58
  5．2 原型系统框架  58-61
    5．2．1 系统的组成与数据结构  59
    5．2．2 中间特征类的层次结构  59-61
  5．3 从Inventor v8.0到SolidWorks 2005的数据交换例子  61-63
    5．3．1 拉伸与圆角例子  61-62
    5．3．2 扫描和圆角例子  62
    5．3．3 拉伸扫描和圆角例子  62-63
  5．4 本章小结  63-64
第六章 总结与展望  64-66
  6．1 论文完成的工作  64
  6．2 论文的主要创新点  64
  6．3 论文的改进  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术 > 机器辅助设计（CAD）、辅助制图
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