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二/三维CAD集成系统代表了CAD的发展方向,目前国产软件正在起步,一些关键算法仍需要研究。论文在广泛调研现有商业设计软件的基础上,分析和探讨了钣金零件这一具有一定特征的3D/2D CAD应用模型的拓扑结构及其几何变量的关联性,研究内容归纳如下:
系统地分析了三维计算机辅助设计技术领域的研究现状,结合钣金三维模型的特征,采用基于钣金模型的拓扑命名机制完成三维模型拓扑边、点的命名,将三维模型中拓扑实体的信息(用命名机制表示)关联到对应的二维图元中去,实现二/三维之间的联动,不仅可以优化钣金3D/2D模型的数据结构,而且可以提高3D与2D模块之间数据的交换能力。
针对常用钣金特征,基于CSG与B-Rep混合模型实现钣金三维模型尺寸的自动标注,建立了三维模型尺寸约束方程,并实现三维参数化驱动;研究了二维工程图尺寸视图的选择和布局策略。
针对三维CAD系统的特点,研究了从三维钣金模型自动生成工程视图的算法问题,在视图比例获取、三维实体投影、局部剖视图生成等几个方面实现了算法的优化;同时还研究了工程视图的布局问题,使得系统能自动生成可视性良好的工程图。
从抽象类层次及具体算法实现方面进行了研究,对系统整体框架和子模块进行设计,并结合面向对象的思想,在二维系统中添加智能尺寸模块与轮廓提取模块,建立图纸模板库,为形成实用的二维工程绘图系统和后续CAM应用奠定了基础。
深入研究了课题中所用三大组件:ACIS、HOOPS、以及BCG;对综合应用这三个组件进行软件开发中的关键过程和模块集成等技术进行了有益的探讨。
基于上述基础理论的研究,作者在智能钣金CAD系统I-SMCS的基础上,采用ACIS、HOOPS、BCG三大组件进行进一步开发,研制了钣金二/三维CAD集成模块,实现了钣金三维特征的参数化设计和实用二维工程图的自动生成。该课题的研究为开发具有自主知识产权的钣金二/三维CAD集成系统提供了重要的理论基础和实践经验。