第6讲 参数化特征化造型方法
关于参数化造型方法与变量化造型方法的对比
关于参数化造型方法与变量化造型方法的对比参数化造型方法和变量化造型方法是在数字几何处理中常用的两种技术。虽然它们的目标相同，即使用数学函数来生成复杂的形状，但它们的实现方式和应用场景略有不同。
参数化造型方法是通过在数学函数中添加参数来控制形状的生成。在这种方法中，形状的生成是通过调整参数值来实现的。这些参数可以是数值、布尔值或离散值，它们影响生成的形状的几何特征，如大小、形状和纹理等。参数化造型方法的优点是灵活性高，可以通过调整参数值来生成不同的形状。此外，它还可以被用于动态生成形状，例如通过改变参数值来创建动画效果。然而，参数化造型方法的缺点是参数的选择和调整通常比较困难，需要一定的数学和几何知识。同时，参数化造型方法也可能导致形状的过度生成，因为形状的生成完全依赖于参数的值。
相比之下，变量化造型方法是通过将形状的生成过程分解为一系列独立的变量来实现的。每个变量代表形状的一部分或特征，如顶点位置、边界曲线和纹理等。通过在不同的变量上应用特定的算法和运算，可以生成具有复杂结构和纹理的形状。变量化造型方法的优点是可控性强，可以分别调整每个变量来生成想要的形状。此外，它还可以通过增加或减少变量的数量来改变形状的复杂程度。缺点是变量化造型方法需要设计和实现各种变量和算法，需要具备较高的编程和数学能力。同时，它也可能导致生成的形状缺乏统一性，因为每个变量的生成都是独立的。
综上所述，参数化造型方法和变量化造型方法都是数字几何处理中常用的技术。它们的选择取决于具体的需求和应用场景。参数化造型方法适用于需要生成连续性形状的场景，而变量化造型方法适用于需要生成离散
第六章 实体特征造型 数控
第六章实体特征造型实例
视频演示
6.1草图绘制
草图绘制是特征生成的关键步骤。草图，也称轮廓，是特征生成所依赖的曲线组合。草图是为特征造型准备的一个平面封闭图形。
绘制草图的过程可分为：
（1）确定草图基准平面。
（2）选择草图状态。
（3）草图的绘制。
（4）草图的编辑。
（5）草图参数化修改。
6.1.1确定基准平面
草图中的曲线必须依赖于一个基准平面，开始一个新草图前也就必须选择一个基准面。
基准面可以是特征树中已有的坐标平面（XY、YZ、XZ坐标平面），也可以是已存在实体上的某个平面，还可以是构造出的平面。
选择基准平面
使用已存在的平面作为基准平面只需选择该平面即可，操作很简单，直接用鼠标点取特征树中的坐标平面或构造的平面，或点取已生成实体的某个平面即可。
构造基准平面
基准平面是草图和实体赖以存在的平面，在建模过程中，三个坐标平面和实体表面往往不能满足建模的需要，所以还需要系统提供方便、灵活的构造基准平面方法，以满足建模的需要。CAXA制造工程师提供了7种构造基准平面的方法。
构造基准平面的操作过程为：
（1）选择菜单“应用”→“特征生成”→“基准面”或在工具栏中单击“基准面”按钮，弹出如下对话框：
8种构造基准平面的方法分别为：等距平面确定基准平面、过直线与平面成夹角确定基
准平面、生成曲面上某点的切平面、过点且垂直于曲线确定基准平面、过点且平行平面确定基准平面、过点和直线确定基准平面、三点确定基准平面、根据当前坐标系构造基准面。
（2）在对话框中点取所需的构造方式，依照“构造条件”下的提示做相应操作，“确定”后，这个基准面就做好了。在特征树中，可以看到新生成的基准平面，这个基准平面就可作为草图的基准平面被选取了。
参数化造型概念
一些参数化造型软件，如Pro／ENGINEER，在拉伸成一个特征前，要对草绘施加完全的约束，另一些软件并不需要这样。要求完全约束草绘有好处，也有不利之处。一个好处是完全约束的草绘把必需的设计意图都加入到模型中了，另外，完全约束的草绘不会在后面零件的造型中产生很多意想不到的情况。很多时候，当草绘不是完全约束时，造型可能是以CAD用户意想不到的方式来重建的。但不完全约束的草绘也有好处，复杂的草绘往往很难进行完全的约束，另外，完全约束一个草绘会限制设计方法。通常设计人员也不希望完全地定义一个特征。
]．1．2绘制草绘
如前所述，零件是由特征构成的。如图1．5所示，特征一般是通过先绘制特征轮廓的截面草绘来创建的。草绘的绘制技术与二维CAD绘图方法相近。在二维CAD里绘制设计图，用户需要用精确的CAD方法绘制实体。参数化造型的绘制环境不需要这样，参数化设计系统的草绘部件允许用户很快地创建设计特征，而不必关心耗时的精确度问题。例如，当用户想在二维CAD软件里画一个16平方英寸的多边形时，可能是画4条互相垂直的、都刚好是4英寸长的直线。使用参数化设计系统，用户可以画4条粗略构成四边形的直线。如果要做出精确的16平方英寸的目标，可以给物体标注尺寸，限制每条直线垂直于另一条，并将其长度修改为4英寸。在参数化设计系统里，修改特征(或者草绘)的大小就如同修改尺寸值和更新造型那么简单。
●直线
(直线)选项只在Pro／ENGINEER的草绘模块(或环境)里作为截面绘图工具。在二维的CAD软件里，可以通过使用坐标(如绝对坐标、相对坐标和极坐标)来得到精确长度和角度的直线。Pro／ENGINEER不需要输入物体的精确尺寸，可以在完成特征的几何图形布局后定义特征的尺寸。
NX 模块功能说明
NX 模块功能说明
nx模块功能说明
Nx模块功能描述
1.nx/gateway（nx入口模块）
Nx入口模块是连接Nx软件所有其他模块的基本框架。它是NX软件启动时运行的第一个模块。该模块为NX软件的其他模块的操作提供了底层的统一数据库支持和窗口图形交
互环境。执行包括打开、创建、存储NX模型、屏幕布局、视图定义、模型显示、消隐、
着色放大、旋转、模型漫游、图层管理、图形输出、绘图仪队列管理、模块使用浮动管理
等关键功能。同时，该模块还包括以下功能：
?包括表达式查询、特征查询、模型信息查询、坐标查询、距离测量、曲线曲率分析、曲面光顺分析、实体物理特性自动计算功能在内的对象信息查询和分析功能；
? 用于定义标准化系列零件族的电子表格功能；
?快速常用功能弹出菜单、可用户化定义热键和主题相关自动查找联机帮助等，方便
用户学习和使用的辅助功能；
? 根据Internet主页上可用的图像文件格式生成NX零件或部件模型图像文件。这些
格式包括：CGM、VRML、tiff、MPEG、GIF和JPEG；？以CGM、NX/Parasolid和其他格式
输入和输出几何数据；？宏命令自动记录和回放功能；
?usertools用户自定义图形菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发的功能。
2.Tceng nxmanagernx（Tceng nxmanagernx manager）nxmanagernx manager是NX提供的工作组管理解决方案。Nxmanager提供一个入门级安全库，用于控制和保护nxcad数据。
teamcenterengineering（工程协同）将环境扩展到管理cad数据之外，无论数据来
UG的应用及发展前景
UG应用现状及发展前景
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UG应用现状及发展前景
摘要: Unigraphics NX软件作为UGS公司提供的产品全生命周期解决方案中面向产品开发
领域的旗舰产品，为用户提供了一套集成的、全面的产品开发解决方案，用于产品设计、分析、制造，帮助用户实现产品创新，缩短产品上市时间、降低成本、提高质量。本文主要介绍了UG的功能特点及其二次开发技术,并对目前在UG方面的一些典型应用作了介绍。UG是一个通用软件，用户可以在此基础上进行二次开发,满足专门模具设计的需要,提高设计效率。
关键词：解决方案, 创新，功能特点，二次开发，应用
Unigraphics（简称UG）是UGS公司推出的全面产品解决方案中产品开发领域的旗舰产品。它以航空航天与汽车工业的专业经验为依托，现已发展成为世界一流的集成化机械CAD/CAE/CAM软件。UG把CAD/CAE/CAM无缝集成到一个一体化、开放的环境中，为客户提供崭新的、更直观的用户界面和更强劲的创新功能。
1、UG简介
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。
第六讲：实体造型技术
图形的实体造型方法
几何造型技术造型技术：研究如何在计算机中建立恰当的模型表示这些物体的技术。 真实世界中存在着千姿百态的物体； 它是计算机图形学的重要研究内容之一。它是由于计算机辅助设计和制造的需要而发展起来的，现在已广泛应用 于各种造型系统之中。 其中，实体造型技术关注表示实体的信息的完备性和可操作性，
实体的定义数学中的点、线、面是其所代表的真实世界中对象的一种抽象，它们之间 存在着一定的差别。 例： 数学中平面是二维的，没有厚度，体积为零； 在真实世界中，一张纸无论有多么薄，它也是一个三维的体，具 有一定的体积。 这种差距造成了在计算机中以数学方法描述的形体可能是无效，即在 真实世界中不可能存在。• 如右图的立方体的边上悬挂着一张面，立方体是三 维物体，而平面是二维对象，它们合在一起就不是 一个有意义的物体。通常，实体造型中必须保证物 体的有效性。
现实物体的性质满足如下性质的物体称为有效物体或实体。 具有一定形状（流体不是实体造型技术描述的对象）。 具有确定的封闭边界（表面）。 是一个内部连通的三维点集。 如果该物体可分成独立的几个部分，不妨将其看作多个物体。 这条性质排除了下图中的形体作为有效物体的情况， 其中：两个立方体仅以一条棱相接，内部区域是不连通的。占据有限的空间，即体积有限。 经过任意的运算（如切割、粘合）之后，仍然是有效的物体。
实体的点集拓扑表示从点集拓扑的角度可给出实体的简洁定义。 三维物体可看作一个点集，它由内点与边界点共同组成。 内点是指点集中具有完全包含于该点集的充分小邻域的一些点。边界点就是指那些不具备此性质的点集中的点。 定义点集的正则运算r： r·A=c·i·A。 其中：i为取内点运算，c取闭包运算，A为一个点集，那么， i·A即为A的全体内点组成的集合，称为A的内部，它是一个开集。 c·i·A 为 A的内部闭包，是 i·A 与其边界点的并集，它本身是一个闭 集。
UGNX6.0功能介绍
NX模块功能说明
1. NX/Gateway（NX入口模块）
NX入口模块是连接NX软件所有其他模块的基本框架，是启动NX软件时运行的第一个模块，该模块为NX软件的其他各模块运行提供了底层的统一数据库支持和一个窗口化的图形交互环境，执行包括打开、创建、存储NX模型、屏幕布局、视图定义、模型显示、消隐、着色、放大、旋转、模型漫游、图层管理、绘图输出、绘图机队列管理、模块使用权浮动管理等关键功能，同时该模块还包括以下功能：
● 包括表达式查询、特征查询、模型信息查询、坐标查询、距离测量、曲线曲率分析、
曲面光顺分析、实体物理特性自动计算功能在内的对象信息查询和分析功能；
● 用于定义标准化系列零件族的电子表格功能；
● 快速常用功能弹出菜单、可用户化定义热键和主题相关自动查找联机帮助等，方便
用户学习和使用的辅助功能；
● 按可用于互联网主页的图片文件格式生成NX零件或装配模型的图片文件，这些格
式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG；
● 输入、输出CGM、NX/Parasolid等格式几何数据；
● Macro宏命令自动记录、回放功能；
● User Tools用户自定义图形菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发
的功能。
2. TcEng - NX Manager NX（TcEng - NX Manager NX管理器）
NX Manager NX管理器是为了NX提供的工作组管理解决方案。NX Manager提供了入门级的安全库，以控制和保护NX CAD数据。
Teamcenter Engineering（工程协同）将环境扩展到管理CAD数据之外，无论数据来自I deas NX Series、NX、Solid Edge、CAM和CAE系统或对手的CAD产品，系统都通过工作流管理、变更管理、管理产品配置等特性为客户提供重要的价值。
参数化建模的方法
参数化建模的方法
参数化建模是一种将设计过程中的参数与几何模型相结合的技术，它通过修改参数来改变设计，从而提高设计效率和灵活性。参数化建模可以让设计师快速地进行设计、分析和优化，并且可以帮助设计师在不同场景下快速进行修改和调整。参数化建模在工程设计、产品设计、建筑设计等领域具有广泛的应用，并且随着计算机技术的不断发展，参数化建模技术也在不断地完善和发展。
参数化建模的方法有很多种，其中比较常见的包括基于规则的参数化建模、基于变量的参数化建模和基于面向对象的参数化建模等。
基于规则的参数化建模是通过设定一些规则和约束条件来描述模型之间的关系，从而实现参数化设计。设计师可以根据设计需求和要求设置参数和约束条件，然后系统根据这些规则自动生成相应的模型。这种方法通常用在一些具有较为明确的设计规则的领域，例如建筑设计、产品模型等。
基于变量的参数化建模是将设计变量与设计模型直接相关联，并通过调整这些设计变量来改变模型的形状。这种方法通常需要设计师具有一定的计算机编程能力，因为需要通过程序来实现对模型的参数化控制。这种方法适用于一些复杂的模型或者需要进行大量变化的场景。
基于面向对象的参数化建模是将模型的各个部分作为对象来进行参数化设计，从而实现全局模型的参数化控制。设计师通过定义对象的属性和关系，实现对整个
模型的参数化控制。这种方法适用于需要对整个模型进行综合控制的场景，例如工程设计中的复杂系统或者产品设计中的整机设计等。
参数化建模的方法在实际应用中可以根据具体的需求和场景进行选择和组合。不同的方法在不同的场景中可能会有较好的适用性，设计师需要根据具体的设计要求来选择合适的方法。
第6讲 参数化特征化造型方法
第四场CAD技术革命—变量化技术
代表者：1993年 SDRC
起因：“一定要全约束吗？”“一定要以 尺寸为设计的先决条件吗？”“欠约束能否 将设计正确进行下去？”
历程：
I-DEAS MS 1 用主模型技术统一数据表达， 变量化构画草图；
I-DEAS MS 2 变量化截面整形； I-DEAS MS 3 变量化方程； I-DEAS MS 4 变量化扫掠(曲面)； I-DEAS MS 5 变量化三维特征，VGX； I-DEAS MS 6 变量化装配，PMI等。
参数化造型的应用和意义
在模具设计中，有许多零部件的基本结构是 一样的，只是外形和尺寸略有差别。通过对这些 零部件进行规格、系列化的整理和分类，分别输 入到参数化设计系统中，设计人员只要在屏幕上 输入相应的参数，计算机就可以自动进行设计， 同时生成零件图和装配图。人工设计需要几天的 时间，现在只要几分种，所以模具行业采用参数 化技术后能够大大提高工作效率和设计的正确性 。一般企业的主导产品只要充分利用参数化系统 ，都可以实现快速的多品种设计。
参数化造型的副作用： 1）使用者必须遵循软件内在使用机制，如决不允许欠尺寸约束、不可以逆 序求解等； 2）当零件截面形状比较复杂时，尺寸表达过于复杂； 3）只有尺寸驱动这一种修改手段，变化难以控制； 4）尺寸驱动的范围是有限制的。如果给出了不合理的尺寸参数，使某特征 与其它特征相干涉，则引起拓扑关系的改变。 5）从应用来说，参数化系统特别适用于那些技术已相当稳定成熟的零配件 行业。这样的行业，零件的形状改变很少，经常只需采用类比设计，即形状基 本固定，只需改变一些关键尺寸就可以得到新的系列化设计结果。
第1章参数化特征造型基础
第一章 参数化特征造型基础
1.1 绪论
UG NX软件是一个集成化的CAD/CAE/CAM系统软件，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，这些工具可以对产品进行设计（包括零件设计和装配设计）、工程分析（有限元分析和运动机构分析等）、工程图绘制、数控加工程序编制等，同时还提供了很多面向专业的应用工具（例如注塑模、钣金设计等）。随着UG NX版本的不断更新和功能的不断扩充，UGNX软件的集成化、可视化、网络化、智能化、专业化功能都得到了很大发展。在集成化方面提高了CAD/CAE/CAM的集成度；在可视化方面为用户提供了更加方便的操作界面，使得用户能够快速掌握UG NX的使用；在网络化方面提供了支持协同设计的网络环境下的产品设计，例如基于WEB的Netmeeting（【工具】→【合作】→【连接到Netmeeting】）；在智能化方面提供了基于知识的设计语言和模块，例如KF编程；在专业化方面给用户提供了更多的面向专业应用领域的设计向导和工具，例如各种模具设计模块（冷冲模、注塑模等）、钣金加工模块等。
虽然UG NX在发展过程中不断推出新版本，功能也在不断增加和更加强大，但是由于企业的行业特点和专业不同，新的需求范围广，需要一些专业化、个性化的功能和工具，而UG NX是一个面向机械行业的通用CAD/CAE/CAM软件，因此需要在此基础上进行二次开发才能满足实际的需要。
UG NX每次的版本升级都代表了当时先进制造技术的发展前沿，很多新的设计方法和理念都能很快地在版本中反映出来。例如在并行工程中强调的几何关联设计、在网络环境下的协同设计等都是这些先进方法的体现。从二次开发的角度讲，新版本的API函数的变化不大，。所以本书提供的说明仍然可以应用于以后的发展版本。
洛阳汽轮机参数
洛阳汽轮机参数
洛阳汽轮机是中国的一家知名汽轮机制造商，其产品广泛应用于电力、化工、石油等领域。本文将介绍洛阳汽轮机的主要参数，以便更好地了解其产品特点和技术实力。
洛阳汽轮机的主要产品包括各种型号的汽轮机，如单缸汽轮机、双缸汽轮机、多缸汽轮机等。这些汽轮机的参数也各不相同，但它们都具有高效、低耗、安全可靠等优点。
汽轮机的转速和功率是衡量汽轮机性能的重要参数。洛阳汽轮机的转速范围从1500转到3600转不等，功率范围从1000千瓦到5000千瓦不等。这些参数表明，洛阳汽轮机能够满足不同领域的需求，如电力、化工、石油等。
汽轮机的效率和排放是评价汽轮机性能的重要指标。洛阳汽轮机采用了先进的技术和工艺，使得其效率和排放都达到了国内领先水平。例如，洛阳汽轮机的排放量远低于国家标准，能够有效地减少对环境的影响。
汽轮机的控制系统是保证汽轮机安全可靠运行的关键。洛阳汽轮机采用了先进的控制系统，如PLC、DCS等，能够实现对汽轮机的全面监
控和控制，确保其稳定运行。
通过对洛阳汽轮机参数的介绍，我们可以看出，其产品具有高效、低耗、安全可靠等优点，能够满足不同领域的需求。洛阳汽轮机还采用了先进的技术和工艺，使得其效率和排放都达到了国内领先水平。这些参数表明，洛阳汽轮机具有强大的技术实力和创新能力，是中国汽轮机制造业的重要力量。
汽轮机是现代能源产业的重要设备，其性能直接影响到整个发电系统的效率和稳定性。而汽轮机的叶片部分又是汽轮机的核心部件，直接影响着汽轮机的性能和可靠性。随着科技的发展，参数化设计技术逐渐成为了优化汽轮机叶片设计的重要手段。本文将深入探讨汽轮机叶片参数化设计的关键技术。
关于参数化造型方法与变量化造型方法的对比
关于参数化造型方法与变量化造型方法的对比
一：参数化造型
1）概述：参数化设计（Parametric）设计（也叫尺寸驱动Dimension-Driven）是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。目前它是CAD技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。
利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。
2）基本特点：参数化造型是由编程者预先设置一些几何图形约束，然后供设计者在造型时使用。与一个几何相关联的所有尺寸参数可以用来产生其它几何。其主要技术特点是：基于特征、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改、全数据相关。基于特征：将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造；全尺寸约束：将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸约束来实现对几何形状的控制。造型必须以完整的尺寸参数为出发点（全约束），不能漏注尺寸(欠约束)，不能多注尺寸(过约束)；尺寸驱动设计修改：通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变；全数据相关：尺寸参数的修改导致其它相关模块中的相关尺寸得以全盘更新。采用这种技术的理由在于：它彻底克服了自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而牢牢地控制住。如打算修改零件形状时，只需编辑一下尺寸的数值即可实现形状上的改变。尺寸驱动已经成为当今造型系统的基本功能，无此功能的造型系统已无法生存。尺寸驱动在道理上容易理解，尤其对于那些习惯看图纸、以尺寸来描述零件的设计者是十分对路的。工程关系（Engineering Relationship）如：重量、载荷、力、可靠性等关键设计参数，在参数化系统中不能作为约束条件直接与几何方程建立联系，它需要另外的处理手段
基于STEP的参数化特征造型系统的形状模型及其实现方法
基于STEP的参数化特征造型系统的形状模型及其实现方法宋建平;郭连水
【期刊名称】《工程图学学报》
【年(卷),期】1993(000)001
【摘要】本文简要描述了STEP的产品形状结构,论述了STEP的形状模型与一般系统形状模型的区别。在此基础上,讨论了产生基于STEP的系统内部形状模型应考虑的因素、模型的组成及其实现方法。该方法已在HP9000系列工作站上得到了部分实现。
【总页数】8页(P1-8)
【作者】宋建平;郭连水
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.72
【相关文献】
1.一个参数化特征造型系统的实现 [J], 杨杰;许克静
2.基于STEP的CAD/CAPP集成系统的特征造型 [J], 龙汉;谌永祥
3.基于混合模型的建筑设计参数化特征造型技术的研究 [J], 于铁峰;葛雁平
4.基于参数化特征造型系统的草图尺寸标注的实现 [J], 安会民;刘美莲
5.基于STEP的CAD/CAPP集成系统特征造型 [J], 龙汉;谌永祥
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【国家自然科学基金】_参数化特征造型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2011年 科研热词 设计意图 自由曲面特征 特征造型 特征识别 映射 基于曲线特征 参数化表示 信息交换 step标准 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4
来自百度文库
科研热词 机床结构 形状优化 参数化 cad/cae集成
推荐指数 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
科研热词 附加自由曲面特征 车身造型 设计意图 装配过程 自由曲面特征 特征线造型 特征类定义 特征框架 特征参数化 液压集成块 流场模拟 机械性能分析 服装造型 服装约束 有理参数化 有效性维护 搅拌桨叶 拓扑元素命名与辨识 奇异交点显式表达式 参数化造型 参数化设计 参数化特征造型 动态仿真 刚体位移 保征变体 优化 二次曲面求交 cad/cam
2012年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 耦合分析 离心式压气机 多学科设计优化 多学科可行优化 参数化
推荐指数 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词 快速设计 参数化设计 零部件库 部件库 自动装配 网格参数化 约束参数 头发建模 参数域配准 inventor二次开发
试述非参数化设计与参数化特征造型设计的区别
试述非参数化设计与参数化特征造型设计的区别
非参数化设计和参数化特征造型设计是两种不同的设计方法。
非参数化设计是指在设计过程中不使用具体数值或参数进行设计，而是依靠设计师的直觉和经验进行设计。在非参数化设计中，设计师主要借助感性的思维和创造力来创造独特的设计。
参数化特征造型设计是指在设计过程中使用具体的数值或参数进行设计。在参数化特征造型设计中，设计师通过设置参数和限制条件来进行设计，通过不同的参数值和条件来生成不同的设计方案。设计师可以根据需求对参数进行调整，从而实现设计的可变性和灵活性。
总的来说，非参数化设计注重设计师的直觉和创造力，适用于需要创新和独特性的设计任务；而参数化特征造型设计注重数值和参数的设定，适用于需要灵活性和可变性的设计任务。
机械设计软件CAD、CAM发展历程、历史概况
机械设计软件CAD/CAM发展历程、历史概况：
1946年，出于快速计算弹道的目的，美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上第一台电子数字计算机.计算机的诞生极大的解放了生产力，并逐渐成为工程、结构和产品设计的重要辅助工具。机械设计软件开发技术的发展是随着计算机硬件及软件而发展的。
几十年来，设计软件开发技术大致经历了一下几个发展阶段：
CAD演变
同步建模技术
基于历史记录的实体建模
三维表面
建模
三维线框
二维
画板
一、20 世纪 50 年代：CAD/CAM技术的准备和酝酿阶段
此阶段计算机还处于电子管阶段，编程语言还是机器语言，计算机的主要功能是数值结算。要利用计算机进行产品开发，首先要解决计算机中的图形表示、显示、编辑以及输出的问题。
采用数字控制技术进行机械加工的思想最早在40年代提出，为了制造飞机机翼轮廓的扮装样板，美国飞机承包商John T Parsons提出用脉冲信号控制坐标镗床的加工方法。美国空军发现这种办法在飞机零部件生产中的潜在价值，并开始给予资助和支持。
1.1949年，Parsons公司与美国MIT伺服机构实验室（servomechanisms
laboratory）合作开始数控机床的研制工作。数控机床的开发从自动变成语言（Automatically Programning Tools ,APT）的研究起步。利用APT语言，人们可以定义零件的几何形状，指定刀具的切削加工路径，并自动生成相应的程序。
2.1950年，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）
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AB
CD
EF
G
树 结 构
A
a1
a2 a3
F
C
D
a4
a5
a6
B
G
E
结点表示一条尺寸界线所处的坐标点，结点间的连线表示尺寸线
2. 参数化造型方法
尺寸驱动技术 变量几何技术
变量ຫໍສະໝຸດ Baidu何法是一种基于约束的代数方法，
它将几何模型定义成一系列特征点，并以 特征点坐标为变量形成一个非线性约束方 程组
当约束发生变化时，利用迭代方法求解方 程组，就可以求出一系列的特征点，从而 输出新的几何模型
在三维空间中，一个几何形体可以用一组特征点定义，
每个特征点有3个自由度．即(x，y，z)坐标值。用N个特 征点定义的几何形体共有3N个自由度，相应需要建立 3N个独立的约束方程才能唯一确定形体的形状和位置。
将所有特征点的未知分量写成矢量：
个数
X=[x1,y1,z1,x2,y2,z2,…,xN,yN,zN]T N为特征点
AutoCAD采用了参数化技术吗？
5.9 参数化造型技术
1. 基本概念
参数化：将设计要求、设计原则、设计方法和设计结果用灵 活可变的参数来表示，以便在人机交互的过程中根据实际情 况随时加以更改。
参数化造型：采用尺寸驱动的方式改变几何约束构成的几何 模型。
a1 a2
a1 a2
b2 b1
b2 b1
几何形体 几何约束 几何尺寸
方程求解 实例匹配
求解实例
尺寸驱动的实现
实现尺寸驱动的关键，在于尺寸链的求解。
尺寸驱动的几何模型由几何元素、尺寸元素和拓扑元素 三部分组成。当修改某一尺寸时，系统自动检索该尺寸 在尺寸链中的位置，找到它的起始几何元素和终止几何 元素，使它们按新尺寸值进行调整，得到新模型，接着 检查所有几何元素是否满足约束。如不满足，则让拓扑 约束不变，按尺寸约束递归修改几何模型，直到满足全 部约束条件为止。
尺寸驱动法一般用于结构形状基本定形，可以用一组参 数来约定尺寸关系的设计对象。生产中最常用的系列化 零件就属于这一类。
尺寸链的求解
工程图中绝大多数是以水平和垂直方向尺寸链即轴向尺寸链为 其主要的尺寸约束，对于角度、斜标注、半径标注等，也可转 换成相应的轴向尺寸。
水
a3
a5
平
a2
尺
a6
寸
a4
链
a1
常用的尺寸标注类型有：
(1)沿水平方向的线性尺寸； (2)沿竖直方向的线性尺寸； (3)沿倾斜方向的线性尺寸； (4)直径； (5)半径； (6)角度； (7)坐标； (8)参考尺寸。
结构约束举例：
关系式中可用的参数类型有： 1. 尺寸符号：包括设计轮廓、零件、装配中的尺寸、 参考尺寸。 2. 公差符号：包括对称格式公差符号包括对称格式、 负偏差、正偏差。 3. 实例个数：一般是指一个阵列方向上的实体个数。 4. 用户参数
用户参数是指用户定义的参数。例如： 体积＝P1*d1／4
2.基本特点
1)基于特征：将某些具有代表性的几何形状定义为特征，并将 其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行 更为复杂的几何形体的构造； 2)全尺寸约束：造型必须以完整的尺寸参数为出发点（全约束 ），不能漏注尺寸(欠约束)，不能多注尺寸(过约束)； 3)尺寸驱动设计修改：将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸 约束来实现对几何形状的控制。通过编辑尺寸数值来驱动几何 形状的改变； 4)全数据相关：尺寸参数的修改导致其它相关模块中的相关尺 寸得以全盘更新。
结果：CV最先在曲面算法上取得突破，取 得了市场领导者的地位。
第三场CAD技术革命—参数化技术 起因：80年代末 硬件成本 20+万美金--〉 几万美金
一些中小企业对CAD软件有需求。 参数化技术特点：基于特征、全尺寸约束、 全数据相关、 尺寸驱动设计修改。
障碍：主要市场是飞机和汽车用户，注重 自由曲面功能。而参数化技术不能提供很好 的工具。
软件商品化程度低，开发者本身就是CAD大用户，彼此 之间技术保密
CV 由美国波音(Boeing)公司支持 I-DEAS 由美国国家航空及宇航局(NASA)支持 UG 由美国麦道(MD)公司开发 CATIA 由法国达索(Dassault)公司开发
效益显著，许多车型的开发周期由原来的6年缩短到只需 约3年。
第二场CAD技术革命—实体造型技术
起因：有了表面模型，CAM的问题可以基 本解决。但由于表面模型技术只能表达形体 的表面信息，难以准确表达零件的其它特性， 如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利， 最大的问题在于分析的前处理特别困难。
障碍：但是由于计算量大，很多公司并没有 真正投入。而着重于表面模型的研发。
几何约束是指：
➢ 结构约束(也称拓扑约束)。指构成图形各几何元素间 的相对位置和连接方式，属性值在参数化设计过程中 保持不变。在工程图中，此类约束往往是隐含的，并 不明确给出，如平行、垂直、相切、对称等。
➢ 尺寸约束。指图中标注的尺寸，如距离，角度等。
➢ 参数约束。指尺寸参数之间的关系，用表达式表示。
第6讲 产品参数化造型
张秀芬 内蒙古工业大学机械学院研究生课程
80年代 70年代 70年代 20世纪60年代
参数化造型、 变量化造型、 特征造型技术 实体造型
自由曲面造型
线框造型技术
CAD技术发展历程
第一场CAD技术革命—曲面造型技术（70年代初） 达索飞机制造公司 贝塞尔曲面 CATIA
价格昂贵，租用一套CATIA的年租金需15～20万美元
3. 参数化造型技术
尺寸驱动技术 变量几何技术
尺寸驱动（Dimension-driven ）也就是 以前普遍称为的参数化造型（ Parametric Modeling ）
原理:将尺寸标注的变化自动转化成几 何形状的相应变化。
尺寸驱动技术就是根据尺寸约束，用计 算的方法自动将尺寸的变化转换成几何 形体的相应变化，并且保证变化前后的 结构约束保持不变。
结果：Pro/E进入了市场，参数化技术普及
参数化技术的需求
传统的CAD 技术都是用固定的尺寸值定义几何元素， 每一个几何元素都有固定的位置。如果要修改设计内 容，就必须删除原来的几何元素后重新绘制。
在任何一个设计过程中，大量的修改和反复是不可避 免的。以传统的设计CAD 技术进行设计，会使设计 者陷入大量的、繁杂的绘图的工作中。