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采用传统的设计方法进行大型钣金雕塑型面钢架设计,要进行大量的重复性的设计工作,占用大量的人力资源,严重制约了设计效率。本文通过对大型钣金雕塑型面钢架设计方法进行研究,建立了设计问题的数学模型,通过研究几何要素的几何约束关系,建立约束方程式,以此为基础研究设计方法程序实现算法。论文主要取得了以下成果: (1)建立了大型钣金雕塑型面钢架快速设计系统的体系结构和功能模型,分析了系统运行机制,分析了实现设计功能所涉及的关键技术。 (2)研究了型面曲面分块的优化方法,提出了特征曲线的提取与处理方法。分析了型面曲面分块过程中出现选择歧义的原因,采用程序法建模的方法实现了钣金雕塑型面曲面分块设计。采用平面截取和广度优先遍历算法获得特征曲线并进行处理,根据雕塑曲面设计特点将孤立图形和无用分支进行剔除,避免了设计过程中产生歧义。针对复杂曲线的等距曲线求取困难以及复杂曲线无法用于企业加工设备使用的问题,采用多段线转换方式将复杂曲线转换为连续多段线,实现了转换误差分析功能。 (3)建立了型面钢架自动建模方法。建立了型面钢架的数学模型,研究了设计约束条件,建立了完整的几何约束系统,对几何约束进求解完成型面钢架的设计。针对多段线产生的型面钢架端面设计误差,使用XML文件存储端面信息数据,采用自下而上顺序的形状补偿设计解决了型面钢架装配干涉问题。实现了型面钢架的自动分割与编号设计。 (4)开发了大型雕塑型面钢架快速设计系统,建立了文件数据和信息数据存储规则,并以模型实例进行验证。