Расширение возможностей трехмерного моделирования машиностроительных деталей за счет использования алгоритмов идентификации геометрических элементов

• Автор: Семин, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и актуальные проблемы.

1.1. Методы представления геометрической информации в САПР

1.1.1. Функциональное представление.

1.1.1.1. Определение представления

1.1.1.2. Система понятий

1.1.1.3. Вычислимость характеристик объектов и типы отношений между объектами.

1.1.1.4. Методы визуализации

1.1.1.5. Ограниченность области применения модели.

1.1.2. Граничное представление

1.1.2.1. Определение представления
1.1.2.2. Система понятий
1. 1.2.3. Вычислимость характеристик объектов и типы отношений между объектами.
1.1.2.4. Методы визуализации
1.1.3. Заключение
1.2. Параметризация моделей.
1.2.1. Определение параметризации и классификация типов параметризации
1.2.2. Параметризация моделей в трехмерном пространстве.
1.3. Основные принципы построения САПР трехмерного параметрического моделирования.
1.3.1. Основные модули трехмерной системы.
1.3.2. Организация доступа к элементам модели.
1.4. Выводы.
Глава 2. Формализация модели.
2.1. Формализованная модель и ее основные характеристики.
2.1.1. Элементы модели
2.1.2. Топологические элементы
2.1.2.1. Основные понятия теории графов.
2.1.2.2. Модели графов дли описания структуры изделия.
2.Г2.3. Постановка задачи идентификации.
2.1.2.4. Классы реализация топологии
2.2. Классификация базовых операторов
2.2.1. Функции модификации топологии.
2.2.2. Функции ядра
Глава 3. Организация доступа к элементам модели
3.1. Определение структуры модели
3.1.1. Иерархическая структура модели
3.1.2. Организация связей в модели.
3.1.2.1. Прямые ссылки.
3.1.2.2. Поиск объекта по косвенному признаку
3.1.2.3. Комбинированные ссылки
32. Алгоритмы идентификации топологических элементов модели.
3.2.1. Структура и способы формирования идентификаторов топологических
элементов.
3.2.1.1. Хранение истории модификации модели на топологическом уровне
3.2.1.2. Определение множества идентификационных объектов с фиксированной структурой.
3.2.1.2.1. Использование хешфункций
3.2.1.2.2.Использованис объекта со специализированными полями.
3.2.2. Методы формирования атрибутов для основных типов функций ядра.
3.2.2.1. Операция выдавливания.
3.2.2.2. Булевы операции.
3.2.2.3. Придание толщины
3.2.2.4. Сглаживание
3.2.2.5. Копирование.
3.2.2.6. Проецирование.
3.2.2.7. Уклон.
3.2.2.8. Импорт
3.2.2.9. Сшивка.
3.3. Разрешение потерянных ссылок.
3.3.1. Идентификация.
3.3.2. Концептуализация
3.3.3. Формализация
3.3.4. Выполнение
3.3.5. Отладка и тестирование
3.3.6. Опытная эксплуатация и внедрение
Глава 4. Практическое использование результатов исследования.
4.1. Общие сведения о реализации в составе САПР ТЕ1.ЕХ
4.2. Состав и положение модуля организации доступа в общей структуре системы
4.2.1. Модули системы трехмерного моделирования и их зависимости.
4.2.2. Организация взаимодействия модулей системы на уровне классов
4.2.2.1. Идентификационные механизмы.
4.2.2.2. Классы объектов.
4.2.2.3. Система разрешения потерянных ссылок
Литература


Большая скорость и качество позволяют существенно быстрее доводить продукт до рынка, производить изменения под влиянием меняющихся рыночных запросов. Фундаментальный компонент в архитектуре системы трехмерного моделирования - геометрическое ядро. Функциональное представление (F-rep) и Граничное прсдставлсние(В-гер) два основных метода описания геометрических тел. С каждым из представлений связан свой набор доступных объектов, операций и отношений. Операции и отношения являются основой для построения вычислительного ядра. В некоторых системах используются оба представления. Это связано, в первую очередь, с возможностью использования преимуществ каждой модели. Двунаправленное конвертирование представлений. Первые результаты исследований конвертирования из F-rep в В-rep были опубликованы в году. На сегодняшний день проблема достаточно хорошо изучена. Основная сложность в обеспечении эффективности алгоритмов и точности представления. Это связано, в первую очередь с особенностями организации вычислений в F-rep моделях. Установление эквивалентности между множествами операций двух представлении относительно генерируемых объектов. Большинство разработчиков геометрических ядер (такие как Parasolid от UGS, ACIS от Spatial Technology, Granite от РТС), на которых построено основное количество CAD - систем (SolidWorks от Dassault Systemes. Solid Edge от UGS, MicroStation Modeler от Bentley Systems. AutoCad от Autodesk, MicroCADAM от Helix, PT/Modelcr от PTC, Artisan Series or SDRC), используют технологию граничного представления твердотельного объекта (В-гср), объединяя понятия проволочных моделей, поверхностей и твердых тел. Представление определяет изделие как иерархическую декомпозицию объектов (грани, ребра, вершины). Базовая операция для хранения, моделирования и анализа изделий - организация доступа к топологическим элементам модели. Особенности использования такого рода сушностсй в граничном представлении обуславливают определенный набор задач, не нашедший до настоящего времени полного решения. Построение отображения атрибутов на элементах топологии при изменении формы изделия. Таким образом, проведение исследований по всем перечисленным и тесно связанным с ними направлениям представляет собой актуальную научно-техническую задачу, имеющую большое практическое значение. Целью диссертационной работы является разработка для машиностроительного САПР механизма доступа к топологии модели. Структурно данный механизм реализует блок генерации атрибутов, блок протоколирования генезиса элементов модели, блок поиска элементов в модели. Последняя задача реализована как действующий прототип статической экспертной системы, интегрированной с трехмерный геометрическим процессором к блоком параметризации. Отличительная особенность данных инвариантов -возможность использования в операциях локальной модификации модели в системах, допускающих параметризацию формы изделия. Разработана встроенная экспертная система, устанавливающая отображение старых атрибутов в новые на основе сравнения истории создания и модификации топологии модели с новыми и старыми входными параметрами. Разработана полнофункциональная, расширяемая и модифицируемая модель доступа к элементам модели изделия машиностроительного САПР с элементами параметризации. Программная реализация полученных в работе результатов осуществлялась последовательно для геометрических ядер ACIS фирмы STI и Parasolid фирмы UGS на базе ОС Windows и Windows NT на языке программирования C++. Для промышленной реализации был выбран компилятор Visual C++ v. На этом ядре построена система трехмерного моделирования и черчения Т-Flex CAD версий 6д и 7. Тон Системы. В составе этой системы блок идентификации на протяжении последних лет успешно эксплуатируется на многих предприятиях России и друг стран, в учебных заведениях и проектных организациях. Применение принципов кооперативного проектирования позволяет наращивать функциональность блока параллельно с расширением геометрического ядра и приобретением знаний о новых тинах модификации модели в процессе промышленной эксплуатации. Глава 1.