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原文传递异构环境下协同设计研究及其在汽车产品设计中的应用

论文题名：	异构环境下协同设计研究及其在汽车产品设计中的应用
关键词：	协同计算机辅助设计;标准特征;并发控制;永久命名机制;三角曲面
摘要：	现代制造业尤其是汽车工业的全球化要求CAD技术朝着异构环境下的协同CAD方向发展。本文并在系统总结现有国内外最新理论成果的基础上，针对该领域中的若干关键技术进行了深入研究，内容主要包括以下几个方面： 1．系统地阐述了基于异构的协同CAD系统的基本内涵、体系结构和相关的关键技术，提出利用集中式与复制式各自的优点，建立混合式协同CAD系统，并对异构系统之间基于特征的数据交换方法、数据表达和传输机制、以及消息的路由及处理机制等关键问题进行了研究。 2．在分析基于特征的商业化CAD系统的基础上，提出基于隐式特征表达的增量式数据交换框架，依此建立了标准特征库，详细讨论了特征元素、特征结构、特征历史以及坐标系的表示方式。为满足车身设计的需要，在归纳前人研究成果基础上，提出了基于几何的曲面特征的表达方法。 3．在特征参数化定义域直接引用B-Rep域中的拓扑实体是以往永久命名方法固有的缺陷。本文提出基于特征解决方案：为特征面建立统一的命名方法，并规定在建模过程中特征面的名字不变；建立拓扑实体与特征面之间的表达关系，在特征参数化定义过程中引用由特征面表达的拓扑面，解决基于特征的协同CAD中拓扑实体永久命名问题；给出提出参考面的概念，用于解决拓扑面、拓扑边分裂和多重交线等问题引起的引用模糊问题。在此基础上，详细讨论了拓扑面、拓扑边匹配的方法。 4．在分析已有的复制式协同设计系统并发控制特点和不足的基础上，深入探讨了特征各种复杂的关系，给出了协同设计中并发冲突的定义；在研究CAD特征空间关系和依赖关系的基础上，提出以特征为并发控制的基本单元，设计了复制式结构下协同设计的并发控制模型。根据实际协同设计的需要，设计了与本地CAD系统低耦合的协同功能模块。 5．在建立产品数据库方面，首先研究了EXPRESS模式到关系数据库模式的映射方法。重点研究了STEP定义的数据类型向关系数据库映射的规则，包括简单数据类型、命名数据类型、聚数据类型、构造数据类型映射方法，简单、复杂继承关系、引用关系的映射方法。然后，研究了STEP数据库访问接口SDAI的实现技术，针对导航式、存在．依赖式、混合式三种典型的STEP数据访问结构，以产品标识功能单元、物料清单功能单元、产品几何功能单元中的应用对象为例，提出相应的数据访问方法。最后，作为产品数据库的一个应用实例，提出以STEP AP214和AP224应用协议为信息交换和共享的“桥梁”，实现CAD/CAPP/CAM集成的思路，详细探讨了从AP214数据库提取特征信息的关键问题。在此基础上，利用VisualC++编程语言和STEP开发工具包ST-Developer进行了系统软件的开发。 6．利用CAD软件的VRML接口实现了基于三角曲面模型的设计小组之间的协同观察。首先根据VRML文件给出初始三角曲面的构造方法；在解决多个曲面拼接过程中的顶点相容性问题后，给出了在保证曲面之间达到G<'1>连续的三角B-B曲面构造方法以及网格细分方法，保证能更加真实的反映原始CAD模型的形状。
作者：	李伟平
专业：	车辆工程
导师：	谷正气
授予学位：	博士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文