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CAD(计算机辅助设计)技术作为制造业核心和关键的技术,它的发展从根本上改变了机械设计人员的工作方式,大大提高了机械设计的质量和效率,缩短了产品更新换代的周期,在机械设计领域引起了深刻的变革。
三维造型技术主要有线框造型、曲面造型和实体造型,实体造型技术的出现使CAD技术由二维制图向三维造型的跨越迈出了关键一步。特征造型是基于以上三种技术之上的,以特征为基础的造型方法与传统的以布尔运算操作为主的方法相比较,基于特征的造型技术更加简单、易于操作和理解,现流行的三维CAD软件大多采用基于特征的造型方法。
本文首先对基于特征的实体造型所涉及的实体造型理论进行深入研究,如实体模型结构、实体造型方法,尤其对目前较流行的基于边界表示的造型法作了深入理论研究,然后重点对二维草图设计、基于特征的实体造型技术进行研究并取得了一定理论创新。
目前大多数基于特征的三维造型系统,其特征的生成都是基于二维草图,二维草图设计好坏与否直接决定特征造型的成败,基于以上考虑,本文二维草图设计部分对二维草图参数化设计理论、草图元素标识与约束、二维参数化方法进行深入分析,提出一种草图元素标识方法,该标识法能唯一有效的标识草图元素,为以后基于特征的实体造型提供有力的理论支持。
本文重点研究了基于特征的实体造型技术,对拓扑元素的标识与识别、三维拓扑元素与草图元素的映射、实体重建机制作了一定理论创新,提出的方法有:实体元素标识方法及识别算法、二维元素与三维实体元素对应的映射表法及针对特征实体重建的映射关系图(MappingRelationGraph)结构。
通过一定理论分析,并开发了原型系统,验证了本文方法的正确性和有效性。文末对本文进行了总结,并对进一步的研究方向进行了展望。