CAD系統(tǒng)中穩(wěn)健性建模方法研究指導老師：

答辯人：背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分結(jié)論第五部分目錄背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分

結(jié)論第五部分第一部分|背景意義研究背景研究意義隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的提高以及個性化、定制化的發(fā)展趨勢，三維CAD模型的重用成為現(xiàn)代工業(yè)規(guī)則中關(guān)鍵的一環(huán)。然而，由于沒有正確的建模策略，三維CAD模型的靈活性、穩(wěn)健性、重用性仍然較低。穩(wěn)健性建模能夠更快、更容易地構(gòu)建復雜模型，并使模型更具穩(wěn)健性和可重用性，適應目前制造環(huán)境動態(tài)性、隨機性的發(fā)展趨勢。學習并合理運用穩(wěn)健性建模的方法必將大幅降低研發(fā)周期及研發(fā)費用，極大提高產(chǎn)品的競爭力和可靠性。背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分

結(jié)論第五部分第二部分|任務(wù)目的1.研究參數(shù)化特征建模方法的概念、內(nèi)涵；2.總結(jié)CAD系統(tǒng)的特征依賴、編輯與管理方法；3.建立實例模型，對常規(guī)建模和穩(wěn)健性建模方法進行分析比較；4.歸納總結(jié)穩(wěn)健性建模方法。背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分

結(jié)論第五部分第三部分|研究現(xiàn)狀兩類三維實體建模策略目前在三維CAD領(lǐng)域，有兩類實體建模方法：參數(shù)化特征建模方法和直接建模方法。參數(shù)化特征建模法是通過定義約束和特征依賴關(guān)系進行建模，適用于構(gòu)建有嚴格的工程標準、設(shè)計和性能指標以及制造標準的模型。直接建模提供了一種快速定義和構(gòu)建幾何結(jié)構(gòu)的方法，適用于產(chǎn)品生命周期短，對結(jié)構(gòu)化、有序化要求低的模型。參數(shù)化建模策略的探索雷恩（Rynne）和高格蘭（Gaughran）開發(fā)了一種基于認知建模的策略，在設(shè)計CAD零件時最大化地體現(xiàn)設(shè)計意圖。布倫策爾（Bluntzer）等人提出了一種強調(diào)修改和客戶需求的方法作為定義CAD模型幾何結(jié)構(gòu)的基本要素。還有一些人，如包納姆（Bhavnam)等，則建議使用更少但更復雜的特征進行建模。而吳（Wu）則認為最佳建模策略可能不會導致零件擁有最少的特征，因為模型是否易于進行修改才在很大程度上決定了建模效率，而不是模型特征的數(shù)量。水平建模策略、顯式參考建模策略、穩(wěn)健性建模策略背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分

結(jié)論第五部分第四部分|研究過程第一部分第二部分第三部分研究方法研究內(nèi)容實驗驗證第四部分|研究過程——研究方法第一步第二步研究并比較三種主流的參數(shù)化特征建模策略：水平建模、顯式參考建模和穩(wěn)健性建模策略。把工業(yè)CAD模型使用不同的建模方法構(gòu)建出來，對其進行修改，根據(jù)修改時所需耗費的時間及精力確定相應建模方法的優(yōu)劣。第四部分|研究過程——研究內(nèi)容第一部分第二部分第三部分水平建模顯式參考建模穩(wěn)健性建模第四部分|研究過程——研究內(nèi)容水平建模策略認為，常規(guī)建模方法的許多缺陷與其模型結(jié)構(gòu)的垂直性有關(guān)，即模型內(nèi)部由不同特征之間定義的固有的父子關(guān)系。在水平建模中，所有特征都是建立在參考基準平面或偏移基準面上的，而不是建立在其他特征之上的，以確保不同特征之間沒有直接的依賴關(guān)系。第四部分|研究過程——研究內(nèi)容顯式參考建模策略的目標是構(gòu)建一個簡單且易于理解的特征樹，并且盡量減少父子特征依賴關(guān)系。辦法就是用外部元素（如參考點、參考線或參考面等）替代模型的幾何結(jié)構(gòu)，并且把可能修改或刪除的特征依賴（父子節(jié)點）盡可能近的放置在一起。第四部分|研究過程——研究內(nèi)容特征組特征描述典型特征注釋鏈接1-參考所有“參考”特征都是最先被構(gòu)建的，以確保它們對后續(xù)所有特征可用參考機構(gòu)、參考平面、坐標系沒有生成實體的過程可以關(guān)聯(lián)2-構(gòu)建參考平面和復雜曲線等，用來定義復雜實體復雜曲線、參考平面、投影沒有生成實體的過程3-核心一些“基礎(chǔ)的特征”，定義了模型的方向、形狀和尺寸拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、放樣增材過程4-細節(jié)與“核心”特征產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的、用來完善模型形狀的細節(jié)特征剪切、打孔減材過程不可關(guān)聯(lián)5-修改一些簡單重復的、后期添加的特征拔模、陣列、鏡像可選擇有無可以關(guān)聯(lián)6-校驗經(jīng)常修改的、最后添加的特征圓角、倒角從尺寸最大的開始

穩(wěn)健性建模策略的目標是最大化地提高模型的穩(wěn)健性和重用性。它根據(jù)特征的功能、重要性、活潑性等把所有特征分為六類，定義了特征樹的標準形式，合理利用特征間的父子關(guān)系，使這個模型的特征被修改時有可預測的結(jié)果。第四部分|研究過程——實驗驗證用常規(guī)建模方法、水平建模、顯式參考建模、穩(wěn)健性建模對該模型進行建模水平建模特征樹、顯式參考建模特征樹、穩(wěn)健性建模特征樹、常規(guī)建模特征樹第四部分|研究過程——實驗驗證對模型進行修改常規(guī)建模的初始草圖穩(wěn)健性建模的初始草圖導致不同建模策略下模型穩(wěn)健性、重用性存在巨大差異的所有原因中，最重要的是用于創(chuàng)建基礎(chǔ)特征的初始草圖不同以及所選擇的三維結(jié)構(gòu)的約束關(guān)系不同。第四部分|研究過程——實驗驗證水平建模修改后的模型顯式參考建模和穩(wěn)健性建模修改后的模型常規(guī)建模修改后的模型背景意義第一部分任務(wù)目的第二部分研究現(xiàn)狀第三部分研究過程第四部分結(jié)論第五部分第五部分|結(jié)論水平建模徹底消除特征之間的父子關(guān)系，也就失去了參數(shù)化建模的意義，容易出現(xiàn)修改錯誤。顯式參考建模當某些功能元素不清晰或某些特征重疊時，建立在參考幾何結(jié)構(gòu)上的特征可能就不會按預期的修改自動更新。穩(wěn)健性建模在最終模型的質(zhì)量方面、修改所要花費的時間方面以及可重用性方面，穩(wěn)健性建模策略都是三種主流參數(shù)化建模策略中表現(xiàn)最好的。第五部分|結(jié)論明確目的，正確定義特征分類，依次添加認真分析，適當修改明確使用穩(wěn)健性建模策略的目的是提高模型穩(wěn)健性和重用性，使得模型在修改時所需花費的時間和精力達到最少，并且杜絕重建模型錯誤，更不能導致模型失效。為達到這一目的，應正確定義不同特征之間的依賴關(guān)系，而不是消除特征之間的父子關(guān)系，也不是減少特征的數(shù)量。只有這樣，對模型進行修改時，系統(tǒng)才能自動將修改傳遞到特征樹下層的子特征上，提高修改效率。為保證正確定義不同特征之間的依賴關(guān)系，使用穩(wěn)健性建模策略建模的過程必須嚴格遵守相應的特征命名方法、特征創(chuàng)建順序及特征依賴關(guān)系。根據(jù)特征的功能、重要性和靈活性，將所有特征分為六類，必須依次按順序添加。此外，穩(wěn)健性建模策略還提供了關(guān)鍵項目清單，設(shè)計人員在建模時必須進行查證。當模型足夠復雜時，特征依賴關(guān)系也非常復雜。因此，對某一特征的修改可能造成一些特征失去父節(jié)點或另一些特征丟失