王志华

（辽宁省新闻出版学校 辽宁沈阳 110032）

SolidWorks软件中参数化特征建模技术应用

王志华

（辽宁省新闻出版学校 辽宁沈阳 110032）

虚拟样机技术是以三维建模技术和多体系统运动学与动力学建模技术为基础。利用虚拟样机技术，设计人员可以直接应用计算机辅助设计软件在计算机上对机械、电气系统进行三维建模和虚拟装配，从而获得虚拟样机，并可以在计算机上根据各种工作情况的运行和受力情况进行仿真分析，最终对样机的性能有所了解，进而为生产物理样机提供可靠的数据分析。CAD特征造型能力的逐步完善，为产品集信息模型的建立奠定了基础。

虚拟样机技术 Solidwork参数化特征建模技术

印刷机输纸机构模拟运行系统的开发的实现主要采用虚拟样机技术对印刷机输纸机构进行三维建模，然后利用Solidworks自带的插件COSMOSmotiot对相关部分进行运动仿真，使系统更接近实际功能。本部分主要介绍在系统开发过程中所采用的参数化特征建模技术。

1989年美国评出近25年间当代10项最杰出的工程技术成就，其中第4项就是CAD。1991年3月20日海湾战争结束后的第三个星期，美国政府发表了跨世纪的国家关键技术发展战略，其中列举了6大技术领域的22项关键项目，认为这些项目对于美国的国家安全和经济繁荣至关重要，而CAD技术与其中的两大领域11个项目紧密相关。CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。该软件可以快速设计出三维实体零件，并自动生成各种工程视图，而且支持实体零件和工程视图的相关性。还可以使用实体零件进行仿真装配，动态观察可运动零部件的运动情况。它有较好的开发性接口和功能扩充性，能轻松实现各种CAD软件之间的数据转换与传送。

其次，SolidWorks的资源管理器是采用和Windows一样的资源管理器，可以方便地管理CAD文件。同时，SolidWorks的整个产品设计是可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间是全相关的，实现了参数化建立模型。

传统的实体表示方法使用简单的原始的几何元素来表达实体，比如线条、圆弧、圆柱以及圆锥等，这样显得很枯燥、单调，计算机很难识别和理解这样粗糙的模型。由此我们可以利用较高层次的语义丰富的特征来代替简单的原始的几何元素作为基本元素，通过一定的组合法则来建模，这就是特征造型。

与传统的指导二维图的投影理论不同，三维建模宅要采用的是构造实体几何fConstructiveSolidGeometry—CSG）及形体几何特征等图学理论。CSG是对实体的整体形成的分析，即任何复杂实体都可看成是简单单元体的组合，类似于工程制图中组合体的形体分析法，把物体分解成若干基本体（即为单元体），一般采用布尔运算（并集、差集、交集）来实现这种组合。这种形体分析法的思维模式是全三维的，是在大脑中立体地模拟客观世界中对吏体进行加工全过程动态的心理活动。

特征的表示和建立就成为其中的关键。随着面向对象的技术的建立和发展，尤其是封装和继承的概念，解决了可扩充性和数据结构的复杂性，使得特征可以只包含所需的信息，需要时可通过继承来添加所需信息，它对特征造型提供了强有力的支持。

特征是一组与零件描述相关的信息集合，是组成零件的基本元素，它包含了大量设计意图，一般可分为形状特征、精度特征、材料特征、技术特征和装配特征［25］。

参数化设计是通过定义特征间的几何约束和尺寸约束，自动维护特征间的关联关系，保证模型修改的一致性和有效性。一般分为尺寸约束参数化和定位约束参数化。

特征集是指为实现某一功能而相关联的若干特征的集合，这些特征之间的相互关联表现在几何和位置上的相互依存。

基特征指在一个特征集中，一般总可以选出一个比较明显的特征，是其它特征定位的基础。

基于参数化特征进行建模有以下几个特点：

1.自动化程度高。利用参数化特征进行建模，此时设计人员的操作对象不再是基本的线条和体素，而是根据产品的功能和加工特性，直接引用特征库来创建产品的集合解构特称，实现了信息共享，使设计的自动化程度大大提高；

2.具有良好的集成性和继承性。在创建模型的过程中，除创建零件的几何形状特性外，还包含了工艺、制造、装配等其它属性。特征库具有相对独立的灵活性和可传输性，它可以嵌入通用的CAD软件，可以利用软件进行二次开发，从而具备良好的集成性和继承性；

3.可以教为完整地表达产品的设计、生产和管理信息，建立产品的集成信息模型服务。

常用的三维造型软件非常多，但总的设计思想是相同的。其基本建模方法和技巧都大同小异。具体采用什么软件可根据实际需要进行选择。一般模型的参数化设计过程分以下3个步骤：

1.建立三维模型并添加尺寸及解构约束；

2.提取控制模型的表达式；

3.编写程序控制模型的表达式实现参数化设计。