基于知识的参数化自行车车架后三角CAD系统研究

作     者：耿忠林 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张祥林

授予年度：2006年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 080204[工学-车辆工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：自行车车架 知识工程 参数化 CAD系统 

摘      要：自行车车架设计是自行车设计中最重要和关键的环节。自行车车架看似简单,因而造成国内设计、制造进入门槛要求低,生产厂家不注重产品品质,而主要在制造及管理过程中追求利润,在设计上与国际水平还有着较大的差距。车架CAD系统,作为提升车架设计效率和质量的手段,也就开始受到重视。 目前,国内车架设计以及自行车CAD系统一般都是在二维平台上进行,其设计存在尺寸不能参数化、前一步设计调整则后续步步修改、车架设计知识不能很好地和CAD系统融合起来、设计效果不能实时显示出来等缺陷。本文就上述问题进行了较深入的研究,并在三维设计技术的基础上,采用了基于知识的参数化设计技术,较好地解决了这些问题。 在探讨了参数化设计技术特点和知识工程关键技术的基础上,针对自行车车架设计中的结构、形状、装配参数特点,分别采用了读入经验数据表、参数程序求解、手工录入或修改方法实现车架设计经验参数和知识的重复利用;在分析自行车后叉片设计特点及与平、立叉的关联特性的基础上,对不同的设计方案进行了详细分析,并采用自顶向下和自底向上相结合的方法,实现了后叉片的快速装配定位与平、立叉设计相关联;在分析了特征技术和UDF特点的基础上,将UDF用于管件截面的设计上,使各种截面形状能不断重复利用,大大节省了约束草图尺寸和位置的时间。 基于上述研究工作,作者与课题组其他研究人员合作开发了自行车车架CAD系统,并主要负责了车架后三角部分的设计和研究,使自行车车架设计工作从原来使用二维AutoCAD需两天时间到目前的只需两个小时就能出二维图纸,取得了良好的效果。