產(chǎn)品設(shè)計(jì)重用中的創(chuàng)新方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸演變成為多學(xué)科交叉的創(chuàng)作活動。工業(yè)競爭的加劇導(dǎo)致現(xiàn)有的設(shè)計(jì)模型數(shù)量成倍增長，在設(shè)計(jì)時(shí)間緊的前提下，設(shè)計(jì)重用已經(jīng)成為大多數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的第一選擇?，F(xiàn)有的設(shè)計(jì)重用主要的實(shí)現(xiàn)途徑有逆向設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、自由形狀變形。本文在總結(jié)已有設(shè)計(jì)重用方法的基礎(chǔ)上，首次提出了逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)(RID:ReverseInnovativeDesign)這一新的設(shè)計(jì)重用方式，豐富了設(shè)計(jì)重用的手段。 產(chǎn)品的逆向建模方法是設(shè)計(jì)重用研

2、究的重點(diǎn)，按照建模對象幾何特征的差別，設(shè)計(jì)師會采取不同的建模思路。即對器官類型的模型而言采用自動創(chuàng)建擬合曲面的方式，對包含大量規(guī)則曲面的模型采用基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型，對以自由曲面為主的模型則使用基于曲線的自由曲面建模方式，其中后兩種方式便于加載產(chǎn)品定義參數(shù)，從而達(dá)到參數(shù)化驅(qū)動模型變形的目的。逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法立足于傳統(tǒng)的逆向建模，從掃描數(shù)據(jù)提取出各種參數(shù)信息，進(jìn)而建立參數(shù)化模型，并采用高層的自然參數(shù)乃至更高層的產(chǎn)品定義參數(shù)來驅(qū)動模型變

3、化到一個(gè)新的設(shè)計(jì)。逆向創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以說是一門整合的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法學(xué)，它涵蓋了三維CAD及CAID，逆向工程(RE)，CAE分析，快速原型(RP)等領(lǐng)域。 RID方法既有參數(shù)化驅(qū)動的方便性，又保持了自由形狀變形的靈活性，它能夠有效利用設(shè)計(jì)對象的行業(yè)參數(shù)及知識，將其映射到產(chǎn)品定義參數(shù)中。該方法首先需要提取出高層次的參數(shù)信息-產(chǎn)品定義參數(shù)，然后再編輯產(chǎn)品定義參數(shù)進(jìn)行產(chǎn)品變形設(shè)計(jì)。RID方法對現(xiàn)有逆向工程的建模流程是一個(gè)有益的補(bǔ)充，它要求

4、建模對象對應(yīng)一定的行業(yè)參數(shù)，并適用于以自由曲面為主和以規(guī)則曲面為主的模型。對以自由曲面為主的模型而言，其參數(shù)化設(shè)計(jì)重用的思路是提取網(wǎng)格模型的特征線框及特征點(diǎn)，進(jìn)而得到所需的產(chǎn)品定義參數(shù)。對以規(guī)則曲面為主的模型而言，產(chǎn)品定義參數(shù)則源于截面輪廓的線段識別及基于網(wǎng)格分區(qū)的規(guī)則曲面識別。 RID的建模方式可以很方便地集成到現(xiàn)有CAD軟件平臺中，其核心算法已經(jīng)被SolidWorks的插件ScanTo3D所采用。我們還在SindyNGRE平