基于特征的三维变量设计模型及形体重构

本文提出了一个适用于微机的基于特征的三维变量设计模型及形体重构方法。通过引入特征及约束的概念使变量设计成为可能而特征树的应用克服了以往利用CSG树进行三维变量设计的不足。该方法保存的信息还能用于后序加工。     

面向并行设计的特征识别与模型重构方法

在分析现有CAD软件以及产品建模方法不足的基础上，引入广义工程语义特征的概念，应用广义特征对象实现面向并行设计的产品广义信息模型的简化表示；提出一种自动特征识别方法，对识别对象进行分类；以截面复杂的回转体特征为例，着重表述了基于基面的特征识别算法；扼要介绍Pro／E软件中的特征结构树，提出面向Pro／E的特征信息三级提取策略与特征信息模型重构原则，并据此开发了DFX原型系统．     

基于面壳封闭的B-Rep至CSG转换算法

为了增强转换所得CSG模型的可读性,利用面壳封闭技术改进B-Rep至CSG转换算法.B-Rep至CSG转换包括生成基本体元和构建CSG树.基于面壳封闭的B-Rep模型分解算法能生成基本体元,文中在此基础上提出构建CSG树的算法.首先使用体关系图(VRG)表示基本体元之间的关系;然后基于改进的Stoer-Wagner最小割算法实现从VRG至CSG树的转换.文中证明了通过硬约束"可闭合约束"和"可组合约束"可保证转换所得CSG树的正确性,通过软约束"最简分割约束"和"最优平衡约束"能进一步优化CSG树.文中算法已集成到自主研发的多物理耦合分析建模软件MCAM中.测试结果表明,该算法能显著地改进MCAM的B-Rep至CSG转换结果的可读性,对MCAM的时间性能也有所改进.     

三维船舶模型边界表示转构造表示方法

模型数据表示是CAD几何引擎的基础,边界表示(B-Rep)和构造实体几何(CSG)表示是常用的2种模型数据表示方法,随着混合建模的发展,B-Rep和CSG混合建模开始应用于船舶等模型量大的场景,其中B-Rep与CSG实体的互相转换是一个关键性功能.针对类型多样的基本实体的B-Rep转CSG问题,设计了解析B-Rep几何结构并根据拓扑结构组合为CSG实体的转换流程.针对复杂实体的B-Rep转CSG问题,根据凹凸性将实体划分为不同类型的区域,将区域的边界作为切割环,据此提出了切割环识别算法.基于切割环识别,设计了二叉分解树进行实体分解和CSG树生成流程.对15种基本实体以及4个复杂模型的若干B-Rep实体,测量了其转换为CSG实体的转换误差和转换时间.实验结果表明,模型尺寸归一化后,文中方法可以在0.05%模型尺寸的误差范围内完成B-Rep实体向CSG实体的转换,并已支撑船舶产品设计系统(SPD)的部件小样建模平台的模型轻量化功能.     

基于仿真和知识的广义动态约束网络技术

针对并行协同设计中的参数不确定性,将普通的约束网络扩展为广义动态约束网络,以对设计中的不确定性信息进行管理.建立了包含领域级约束和知识级约束的广义动态约束网络模型;提出了基于仿真分析和自适应响应面法的领域级约束建模的有效方法,并提出模糊-粗糙集算法,对仿真结果进行数据挖掘,实现了知识级约束获取;基于模板技术给出了广义动态约束网络中各种约束的统一表示方法;构造了有效的约束冲突求解策略和一致性求解算法,求出一致性设计区间.最后通过设计实例验证了文中方法的有效性.     

面向设计意图不变的三维CAD模型重用方法

为了解决目前检索到的三维CAD模型难以重用的问题,提出一种针对B-rep表示的CAD模型重用方法.首先提出一种自动识别B-rep模型中对称特征的算法,依据面的属性对B-rep模型所有的面进行排序,将具有相同属性的面分为一类,并通过不同类之间的合并形成B-rep模型中的对称特征,同时提取该对称特征的约束知识;然后交互式地定义B-rep模型的其他特征,使B-rep模型中的任一面都属于模型的某一特征(主形状特征或局部形状特征);最后以B-rep模型的主形状特征为特征树的根节点,依据特征之间的邻接关系逐次递归地建立特征之间的依赖关系,并自动创建B-rep模型的特征树.与NXTM同步建模方法进行比较的实验结果表明,文中方法利用模型高层次的设计知识重用已有模型,使模型在修改过程中始终保持原有的设计意图,在模型的重用过程中具有一定的优越性.     

基于本体的钻具组合智能设计

为提高钻具组合设计过程中的设计知识利用率和设计效率,提出一种基于本体的钻具组合智能设计方法.该方法通过构建井眼参数、地层参数、模型知识以及钻井工程实例的本体模型,实现了对钻具组合设计知识的表示,构建钻具组合设计知识库,建立了本体间的语义映射关系,完成了对钻具组合设计知识的组织、推送和嵌入.最后,结合基于案例的推理方法,实现了对钻具组合的智能设计.     

广义组合功能特征建模方法研究

本文在功能特征建模方法的基础上,提出了组合广义功能特征的产品定义方法.用 该方法建立的组合广义功能特征信息模型,实现了产品组合结构的功能与组合几何特征之间 的映射,使得组合广义功能特征的相关设计过程可以交叉进行.     

一种新的智能设计知识建模方法

知识表示是人工智能研究的核心内容之一,设计知识的建模是一项重要而困难的任务。本文提出了一种用于表达设计过程知识的模型---基于设计模式的设计模型(DMOM),同时提出了用于表达设计对象知识的三种模型:功能模型、参数化模型、实例模型。DMOM把设计信息分为三类,分别描述产品的功能特征、技术性能、产品类型,通过把各类信息映射到相应的设计对象模型构造了三种设计模式,借助模式的转换来综合处理各类设计信息。     

形状动态表示在产品概念设计中的应用

在概念设计阶段,研究目标不仅局限于模型的几何和拓扑信息,还应考虑动态设计信息和设计过程信息.在前期工作基础上,提出能够表示造型动态信息的动态形状表示法——DSR.基于DSR形状,以设计语言形式作为可视化方式的DSR形状文法,对设计过程中的部分设计意图进行表示和保存;保存有设计知识的设计语言在衍生设计机制的支持下能够根据设计师的初始设计意图,并针对不同设计模型衍生出不同的新设计方案群体.相对于传统的形状文法应用,3种新的规则关系和基于形状捕获模式的应用规则有利于在设计过程中对设计知识的动态获取.最后以家具概念设计为例对该方法进行了验证,并在设计师中进行了小范围的应用调查.结果表明,该方法在设计意图的保持和设计创新度的产生方面获得令人满意的效果.     

一种基于Hash表的XML模式快速提取算法

为快速获取XML文档的模式信息,提出一种基于Hash表的XML模式提取算法。该算法首先将XML文档转换为一棵XML文档树;然后遍历这棵文档树,将相关模式信息存储到一个Hash表中;最后,对Hash表中的信息进行处理,得到XML模式的DTD表示形式。将文中的算法用VC++实现,实验结果表明该方法是可行有效的,而且在保证XML模式提取结果正确性的同时,还有效地简化了模式表示形式。     

机械产品的特征信息处理

本文讨论了单纯采用CSG模型和单纯采用B-Rep模型来表达机械产品的特征信息时所遇到的一些实际困难,根据机械产品设计与制造一体化的特殊要求,提出了基于CSG+B-Rep数据结构的特征信息表达方案。其主要特点是以面为特征定义的基本单位,利用FSMTS中CSG与B-ReP的一致对应关系,将产品的特征信息PIT链入CSG和B-Rep组成的循环链中,其优点在于既可通过CSG摸型建立参数化的产品模型,又可通过交互方式定义和修改产品的特征信息。     

利用XML和数字签名实现的网上合同签约

随着电子商务的普及，网上进行合同签约的需求越来越紧迫。文章提出了以XML和数字签名为基础的网上合同签约的方法，并已在本实验室得到了实现和应用。     

时态XML索引方法

XML作为一种数据交换的国际标准,已经贯穿于Internet应用的各个领域之中,时态作为XML信息的属性发挥着重要的作用。基于对XPath扩展后的模型,提出一种新的时态XML的索引方法,建立结点表,构建语义时态数据树,并根据各语义点的时间段对结点进行点集划分。新的索引方法提高了对时态XML文档查询效率。     

An integrated form-feature-based design system for manufacturing

Much of the knowledge that is applied in or communicated between design and manufacturing activities is primarily shape based or shape indexed. Previous attempts to acquire and organize shape knowledge have been mostly concentrated on feature recognition from solid models, group technology (GT) coding schemes, and feature-based modeling. This paper presents the development of an efficient form-feature-based modeling system, and addresses the important issue of utilizing feature information for manufacturing, which has not been extensively discussed by previous work. In this paper we first present a Euler operator-based approach for efficient and effective form-feature encoding and manipulation in a feature-based design environment. Subsequently, a hybrid representation scheme called enhanced CSG tree of feature (ECTOF), which integrates feature model with solid model in a tree structure, is discussed. A feature interference resolution methodology to maintain the correct and consistent feature information in an ECTOF is also deliberated. Finally, we present a machinability-checking module, which employs global accessibility criteria to analyze a feature's machinability on a three-axis machining center. By developing feature interference resolving and machinability testing techniques and integrating with an efficient feature-based design system, this research makes the development of an integrated feature-based design and manufacturing system possible.     

Deferred boundary evaluation of complex CSG models

In this paper we present a deferred method for evaluating a complete CSG tree based on triangulated solids. It allows the exact evaluation of the surface of the entire model in a single step, using regularized Boolean classifications. The overall performance with this approach is better than with the classical method, which incrementally evaluates a CSG tree with single Boolean operations. The deferred algorithm does not use any intermediate result for the nodes of the CSG tree. It uses a very simple data structure and an octree that speeds up spatial queries for the entire CSG tree. The algorithm intensively uses multitasking and is ready for working with very complex CSG expressions, including the application of an out-of-core based approach.     

利用关系表构建XML文档解析的树模型

在对XML文档的数据解析和查询操作研究中,发现树能较好地反映XML文档的层次结构,但其查询效率较低,而关系表是一种适合存储大量数据且有较好查询效率与操作功能的数据结构。给出了一个把树和关系表相结合构建一种存储XML文档的数据模型;在这个模型的解析过程中,采用回调事件式的分段解析方法以减少解析时间和存储空间。这样既能较好保存XML文档的结构特点,又能提高其查询的效率和操作的便利性。通过对大数据量XML文档的解析和操作实验,实验结果证明这种数据模型在处理大型XML文档中具有明显优势。     

决策树在XML数据库挖掘中的研究

传统数据挖掘是基于关系型数据库的,XML技术的出现,使它在短时间内成为表示和交换信息的标准,为数据挖掘提供了新的方法.对决策树、XML技术作了简要介绍,并对基于XML的数据挖掘基本过程进行了探讨研究,提出了一种决策树在XML数据库挖掘的分析模型.最后,通过一个实例来说明如何利用这个模型进行数据挖掘,并指明了今后的研究方向.