马 宁，杨 波，刘彦超，李金萍，高常青

（济南大学机械工程学院，山东 济南 250022）

产品建模包括零件建模和装配建模两方面［1］。目前，零件建模主要采用基于特征的方法，即基于CSG（constructive solid geometry，实体模型）、B-Rep（boundary representation，线框模型）等表示方法从几何结构和几何形状的角度对零件进行描述。在零件建模过程中，一些隐含的表达几何形状特征的内在设计知识无法直接传递到模型中。零件模型应是一个具有过程性、动态性和层次性的对象定义模型，它的合理构建有利于设计知识的有效传递以及系列产品间零件的有效借用，这在一定程度上有助于提高设计效率和精度。

零件的设计方法主要有基于功能的设计方法和基于结构的设计方法两种。

基于功能的设计方法主要通过将目标功能转化为零件之间的配合结构和配合行为，继而转化为零件的形状特征，来完成零件主要功能结构的设计。例如：通过装配接口和装配语义元定义零件的几何特征信息［2］；通过“使定表面”和“定位表面”等功能表面的几何形状约束实现功能的传递［3-4］；通过装配特征偶的构建，实现设计意图的传递，进而使得零件建模和装配建模得到更好的集成［5-6］。

基于结构的设计方法主要从几何结构构成的角度研究零件模型的构建及结构优化。例如零件结构布局的设计方法［7-8］、基于几何结构单元变异及重用的零件变异设计方法［9-11］和基于力学性能的零件结构拓扑优化设计方法［12-13］。此外，学者也提出了在产品设计阶段进行零件表面形貌建模的方法［14-15］、功能梯度材料零件的建模方法［16］和零件的再制造设计方法［17-19］。……