Вариационное параметрическое геометрическое моделирование в САПР на основе онтологий

• Автор: Ермилов, Василий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В САПР

1.1. Параметрическое геометрическое моделирование в САПР

1.1.1. Основные термины и понятия параметрического геометрического

моделирования.

1.1.2. Достоинства и недостатки параметрического геометрического

моделирования.

1.1.3. Области применения ПГМ.

1.1.4. Общий алгоритм параметрического геометрического моделирования.

1.1.5. Теоретические основы параметрического геометрического
моделирования.
1.2. Технологии автоматизированного параметрического геометрического моделирования.
1.2.1. Требования к технологии параметрического моделирования.
1.2.2. Классификация технологий параметрического геометрического
моделирования.
1.2.3. Процедурное параметрическое геометрическое моделирование.
1.2.4. Параметрическое геометрическое моделирование по истории
построений
1.2.5. Объектноориентированное параметрическое геометрическое
моделирование.
1.2.6. Вариационное параметрическое геометрическое моделирование
1.3. Создание и редактирование вариационных параметрических моделей.
1.3.1. Структура вариационной параметрической геометрической модели
1.3.2. Задачи создания и редактирования вариационных ПГМ
1.3.3. Трудоемкость создания и редактирования вариационных ПГМ
1.3.4. Способы сокращения объема описания ВПГМ
1.3.5. Способы снижения трудоемкости операций задания
элементов ВПГМ
1.4. Расчет вариационных параметрических геометрических моделей
1.4.1. Требования к вариационному параметрическому решателю.
1.4.2. Классификации методов расчета вариационных ПГМ.
1.4.3. Алгебраический подход.
1.4.4. Г рафовый подход.
1.4.5. Логический подход
1.5. Выводы по главе и постановка задач.
2. ВАРИАЦИОННОЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ОНТОЛОГИЙ.
2.1. Высокоуровневое описание ПГМ на основе онтологии.
2.1.1. Требования к механизму высокоуровневого описания ПГМ
2.1.2. Онтологическая модель предметной области
2.1.3. Определение геометрических понятий в онтологии
2.1.4. Использование высокоуровневых понятий онтологии в
описании ПГМ
2.2. Язык описания отношений
2.2.1. Требования к языку описания отношений
2.2.2. Псевдонимы для объектов
2.2.3. Инфиксная форма записи бинарных операций и отношений
2.2.4. Постфиксная форма записи групп отношений
2.3. Онтология базовых геометрических знаний для параметрического моделирования.
2.3.1. Раздел Элементарная алгебра.
2.3.2. Раздел Трансцендентные функции
2.3.3. Раздел Векторная алгебра
2.3.4. Раздел Геометрия плоскости Планиметрия
2.4. Анализ эскиза и распознавание геометрических отношений.
2.4.1. Постановка задачи распознавания.
2.4.2. Инвариантный алгоритм распознавания.
2.4.3. Возможности улучшения алгоритма распознавания.
2.4.4. Ограничения алгоритма распознавания.
2.5. Автоматический синтез размерных отношений ПГМ
2.5.1. Синтез габаритных размеров
2.5.2. Синтез радиусов и диаметров.
2.5.3. Привязка отрезков параллельных к размерной базе.
2.6. Выводы по главе
3. СИНТЕЗ И РАСЧЕТ АЛГЕБРАИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
3.1. Стратегия расчета параметрических геометрических моделей.
3.2. Планы расчета параметрических геометрических моделей.
3.3. Планирование расчета параметрической геометрической модели
3.3.1. Синтез системы уравнений, описывающих ГП М.
3.3.2. Символьное упрощение системы уравнений
3.3.3. Декомпозиция системы уравнений
3.3.4. Оптимизация плана расчета
3.4. Расчет ПГМ по плану.
3.4.1. Стратегии выполнения плана.
3.4.2. Численное решение систем нелинейных уравнений
3.4.3. Исключение ненужных решений
3.5. Выводы по главе.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1. Архитектура экспериментальной системы параметрического геометрического моделирования на плоскости
4.2. Эксперименты по высокоуровневому описанию вариационных
4.2.1. Цель эксперимента
4.2.2. Критерий оценки
4.2.3. Методика экспериментального исследования.
4.2.4. Высокоуровневое описание ВПГМ спускового механизма пистолета
4.2.5. Анализ результатов эксперимента и выводы.
4.3. Эксперименты по автоматизированному заданию размерных отношений.
4.3. Ц . Цель экспериментов.
4.3.2. Критерии сравнения.
4.3.3. Методика эксперимента
4.3.4. Задание размерных отношений ВПГМ Колодец.
4.3.5. Анализ результатов эксперимента и выводы.
4.4. Эксперименты по расчету вариационных ПГМ
4.4.1. Цели экспериментов.
4.4.2. Задача о двух линиях.
4.4.3. Расчет ВПГМ спускового механизма пистолета.
4.4.4. Анализ результатов эксперимента и выводы.
4.5. Применение предложенной технологии для расчета размерных
4.5.1. Расчет размерных цепей на основе параметрического моделирования.
4.5.2. Расчет размерной цени спускового механизма пистолета ПСМ.
4.5.3. Анализ результатов и выводы
4.6. Применение предложенной технологии для проектированияпланировок технологического оборудования.
4.6.1. Системы автоматизированного проектирования технологических
планировок
4.6.2. Параметрическое проектирование технологических планировок
4.6.3. Преимущества предлагаемой технологии.
4.6.4. Результаты и выводы
4.7. Выводы но главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ижевск при проектировании планов размещения новых производственных мощностей для ЗАО Актанышский агрегатный завод Республика Татарстан в ФГУП Ижевский механический завод для размерноточностного анализа спускового механизма пистолета ПСМ на кафедре Автоматизированные системы обработки информации и управления ГОУ ВПО ИжГТУ в курсовом проектировании по дисциплине Автоматизация конструкторского и технологического проектирования, в преподавании дисциплин Вычислительная геометрия и Геометрическое моделирование в САПР, а также в дипломном проектировании по специальности САПР. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной научнотехнической конференции, посвященной летию ИжГТУ Ижевск, на й Международной конференции по компьютерной графике и зрению Графикон Москва, на Международной научнотехнической конференции 1ЕЕЕ Интеллектуальные системы А и Интеллектуальные САПР САБ Дивноморское, на Первом форуме молодых ученых в рамках Международного форума Качество образования Ижевск, . Публикации. Результаты работы отражены в 7 научных публикациях. Ермилов, В. В. Синтез системы уравнений в задаче параметризации геометрической модели В. В. Ермилов Известия ТРТУ. Тематический выпуск Интеллектуальные САПР. Таганрог Издво 1РТУ, . С. ЮЗ. Ермилов, В. В. Онтологический справочник по геометрическому моделированию В. В. Ермилов, Исенбаева Вестник ИжГТУ. Ижевск Издво ИжГТУ, . Вып. С. . Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основной текст изложен на 5 машинописных страницах с иллюстрациями. Список литературы включает 8 наименований. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Глава посвящена анализу существующих технологий параметрического геометрического моделирования в САПР. В начале главы рассматриваются основные понятия параметрического геометрического моделирования, а также достоинства, недостатки, основные области применения и задачи этой технологии. Далее рассматриваются известные виды технологий параметрического моделирования в САПР, их классификации, достоинства, недостатки и области применения. Анализируется процессы создания и редактирования вариационных ПГМ, рассматриваются инструменты автоматизации этих процессов. Анализируются известные методы расчета вариационных ПГМ, их достоинства, недостатки и ограничения. В конце главы приведены основные выводы, поставлена цель и сформулированы основные задачи диссертационного исследования. Сразу следует отметить, что некоторые термины предметной области параметрического геометрического моделирования размыты и имеют несколько трактовок 7. Склонность маркетологов фирмразработчиков САПР к придумыванию новых ярких, образных названий для подчеркивания особенности своих технологий так, например, возникли термины адаптивная параметризация, геометрическая параметризация. В качестве примера многозначности термина можно привести определение, приведенное в работе Под параметражом фигур будем понимать способы, процесс и результат подсчета числа независимых параметров, определяющих фигуру по форме и положению ее в пространстве. Т.е. Рассмотрим близкие термины с другими трактовками. В работе процесс выделения параметров и подсчета их количества, необходимого для решения конкретной задачи, назовем процессом параметризации. Согласно определению свежей Энциклопедии параметрическое проектирование это геометрическое моделирование изделия с использованием параметров элементов формы и соотношений между этими параметрами. В параметрических геометрических моделях размеры и положение каждого элемента могут быть изменены, что позволяет быстро получать по существующей модели изделия его модификации. В работе рассматривается параметрическое моделирование чертежей, называемое параметризацией. Под параметризацией чертежей понимается такое представление семейства чертежей, обладающих рядом общих свойств, которое позволяет автоматически получить конкретный экземпляр чертежа путем задания значений параметров. В книге параметрическое моделирование i i заключается в том, что конструктор определяет форму заданием геометрических ограничений и некоторых размерных параметров. Геометрические ограничения описывают отношения геометрических элементов. В учебнике И. П. Иоренкова параметризация характеризуется следующим образом Параметризация подразумевает использование геометрических моделей в параметрической форме, т.