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罗茨风机参数化设计概况

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罗茨风机参数化设计概况

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公司新闻
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发布时间:
2020/08/03 18:29
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罗茨风机参数化设计概况

罗茨风机的广泛应用,随之而呈现出用户对风机提出愈来愈高的要求和差异 化的需求,这使得企业必须能够在最短的时间提供满足用户个性化需求的产品即 快速响应市场的能力,因此企业必须具有快速设计技术。

参数化设计是快速设计技术的典型技术之一,其核心在于通过设计约束表示 产品的形位特征关系,从而将设计者的设计理念和设计结果用参数来表达,通过 调整产品模型的尺寸参数来实现对图形的控制,以便快速地根据客户的不同要求 生成不同产品。本质上讲,参数化技术是一种基于约束的产品建模方法。.

参数化设计发展及研究现状

参数化设计思想因为其思路明确、建模方便、实际操作性强等原理,自产生 以来得到了极大的发展,主要分为以下几个阶段倒:

一、20世纪60-70年代的技术萌芽期

60年代早期,Sutherland提出了交互式图形系统和基于约束的设计两个重 要的概念,这就是参数化思想的起源,他对以几何造型为核心的传统CAD理论及 应用产生了重要影响。但是这两种设计方法仅仅是利用了设计约束完成零件模型 的生成,并不能修改生成后的产品模型。

 

20世纪70-80年代的技术确立期

70年代,以R. C. Hillyard为代表的研究人员提出根据指定的零部件视图中 零件特征之间的给定尺寸方案,判定该零件图是欠约束、过约束或是完全约束, 在此基础上提出了变量几何和几何约束的思想。美国麻省理工学院计算机辅助设 计实验室的D. C. Gossard及其研究小组对上述思想进行了深入的研究和完善,从 而确立了参数化设计的基本思想和理论。

20世纪80-90年代的技术发展期

80-90年代期间,B. AldefeldSuzuki-, A. Verroust等研究人员提出了基于 专家系统的参数化设计方法。这是参数化技术的高速发展期,研究人员分别将几 何推理、人工神经网络等智能方法引入到产品设计中,并将参数化技术应用到产 品的三维实体造型中。最为典型的是:①基于符号操作和推理机的几何建模;② 基于规则的约束表示,进一步利用约束传递进行模型的参数化。

20世纪90年代至今的技术实用期

20世纪90年代以来,知识经济的兴起,多品种小批量生产方式成为了市场 主流,用户对产品的交货期越来越苛刻,促成了知识工程领域方法与参数化设计 理论的结合,并在设计实践中得到了广泛的应用。Jae Yeol Lee提出了基于图 表示的知识表达方法与基于知识的几何推理;高小山提出了约束传播法。在我国, 浙江大学葛建新博士提出一种基于变参绘图系统的快速约束求解方法,谭建荣提 出了参数化模型建立与求解相分离的方法,等等。

参数化设计过程在本质上就是约束模型的满足过程,设计人员首先建立产品 模型的有效约束模型,然后再对其进行约束求解,从而可以生成一簇形状或功能 上上相似的系列产品,该模型同时也支持CAD各种分析、仿真和决策活动。目前 参数化设计比较成熟的应用是相似零件或系列零件的快速生成和修改,系列产品 的快速生产和修改。现有的参数化设计系统一般都基于三维造型软件或寄生于三 维造型软件中,主要约束类型基本上是组成产品模型的各几何实体(或特征)之 间的尺寸关系。

1.5.2参数化设计方法

参数化设计主要应用在产品结构比较固定,或产品的某块组成结构比较固 定,设计人员通过建立参数化设计模型,利用尺寸驱动参数可修改或控制产品模

 

型的几何形状,实现自动产品精确造型,从而达到大在提高产品设计效率、设计 质量,降低设计成本的目的。参数化设计流程是,首先是分析原始CAD图形,从 中提取一些共有特征参数,理清其之间的关联关系,并提炼出关键驱动尺寸,通 过驱动尺寸形成一系列相似形状的产品。

参数化设计的核心是参数的提取,这个过程是不能自动获取的,需要设计人 员对熟悉产品的结构特性,并仔细分析产品的原有CAD图形,提取其中重要的驱 动参数及图形控制参数。参数化设计时,产品的参数可分为驱动参数和从动参数 两种,其中驱动参数是指产品中控制产品特征的参数,设计人员通过调整这些产 数可达到修改或生成需要产品模型的目的,而从动参数是指产品中随驱动参数变 化而改变的参数。

参数化设计方法在实践中得到了快速发展,并形成了多种方法,其中比较成 熟有如下几种:(1)代数法。这种方法是基于非线性方程表示的几何约束来确定 图形位置,该方法的瓶颈在于非线性方程的求解;(2)基于规则的方法,该方法 用基于几何推理或设计规则来确定与求解设计约束;(3)编程参数化,这种方法 通过研究人员提炼设计对象的驱动(被动)尺寸,并以驱动(被动)尺寸作为变 量,确定各从动(主动)尺寸的数值。编程参数化方法简单方便,可借助通用 CAD的二次开发语言快速实现,因此是最为常用的一种参数化设计方法。但是这 种方法也存在诸多局限性,如多寄生于通用CAD软件之上,迁移性很差。