【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及对计算机辅助设计(cad)系统中的工程设计部件进行建模的计算机实现的方法，其中，工程设计部件包括特征，该特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例。
技术介绍
1、规则的和重复的形状在日常物体的设计中是常见的，并且通常在工程设计和设计部件中有重要作用。例如，在通风或热交换系统、例如烤架和冷却系统的设计中经常使用矩形格栅布置，并且在固定件和安装件中有着圆形和线性布置。为了允许工程师执行产品的设计和测试，在2d的和3d的cad系统中对这些规则形状的集合进行建模并且通常将其称为图样。图样由事例组成，每个事例是相同的形状要素，然后对事例进行布置以形成图样。这些布置可以是矩形或圆形形式的，其中各单个事例是2d的或3d的。可以在基于约束的建模系统中表示事例的重复形状和事例的布置。当cad系统的用户编辑或改变模型时，由于需要求解约束系统以进行改变，求解器有许多自由度要改变。作为示例，简单矩形图样中可用的自由度可被认为如下：事例的形状；图样的x方向、y方向和z方向；事例的x间距、y间距和z间距；事例的在x方向、y方向和z方向上的出现次数；以及图样的位置。
2、由于如此多种可用于改变的自由度，当模型被改变或编辑时，用户可能难以控制自由度的行为。
3、通常使用三种方法来控制这些自由度。首先，可以要求用户手动地约束模型，使得图样在编辑或改变期间表现得如用户所期望的那样。这可以通过增加维度来实现。虽然这种方法将限定图样的行为，但它可能是耗时的，并且迫使用户提前决定后续在设计过程中如何编辑或改变图样。对于在设计开发的
4、其次，cad系统的软件可以尝试代替用户自动地约束模型。为此，随着图样形成或者在后处理期间，软件试图添加用户可能已手动创建的约束和维度。该方法节省了用户的时间并限定了图样的行为，但是不可避免地假设了后续在设计过程中如何使用图样，该假设可能正确或可能不正确。再一次地，这导致图样被完全限定，如同在上面的第一种情况中，这不适合处于设计开发的概念阶段中的用户，并且可能使得相比于如若图样不是固定的话更加难以执行一些简单的编辑或改变。
5、第三，cad系统的软件可以尝试根据用户与模型的交互来添加或去除约束。在这种情况下，软件将根据用户如何尝试编辑图样(直接对图样本身进行编辑或者在更宽广的基础上经由模型来编辑)来尝试对该图样添加或去除约束。例如，如果用户选取事例中的一个实体、例如面，则可以假设这是编辑事例的形状的尝试。然后，系统可以锁定图样中除事例的形状之外的所有其他自由度，以便给出正确的行为。或者，如果用户选取事例中的所有实体，则可以假设正试图改变事例之间的间距，并且可以锁定与该编辑无关的自由度。这种方法与上述第一种情况和第二种情况相比具有明显的优点。该方法避免了让用户或cad系统软件预先完全限定图样以便控制行为的必要性，并且使用户正在尝试的编辑成为控制所述行为所要求的约束方案的驱动者，故更加灵活。然而，除了用户可能希望对简单图样做的明显编辑之外，确定行为的逻辑可能变得极其复杂。在实际中，用于真实工程应用的2d模型和3d模型非常快速地变得复杂，并且这种系统倾向于做出不正确的假设，导致用户无法做出他们希望的改变。因此，希望能够找到一种方案来处理在用户编辑模型时求解器需要改变的所有自由度，其可以在设计过程的所有阶段被容易地实现。
技术实现思路
1、本公开旨在解决这些问题，在第一方面中，提供了一种在计算机辅助设计(cad)系统中对工程设计部件进行建模的计算机实现的方法，其中，工程设计部件包括特征，该特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例，所述方法包括以下步骤：a)定义特征中形状要素的事例的几何特性的核心集合以及规则图样中形状要素的事例之间的空间关系，其中，每个几何特性和空间关系与发生改变时确定形状要素的事例的行为的约束相关联；b)定义特征中形状要素的事例的可选几何特性的集合以及规则图样中形状要素的事例之间的空间关系，其中，每个可选几何特性和空间关系与发生改变时确定形状要素的事例的行为的可选约束相关联；c)定义所述可选几何特性的集合和空间关系及其相关联的可选约束的层级顺序；d)从用户接收形状要素的事例和/或规则图样的改变，通过如下方式执行该改变：i)求解与几何特性的核心集合和空间关系相关联的约束；ii)按照被定义的层级顺序来求解与所述可选几何特性的集合和空间关系相关联的可选约束；以及e)向用户显示改变后的形状要素的事例和/或规则图样。
2、通过利用核心行为特性和相关联的约束、可选行为特性和相关联的可选约束的组合，其中后者在需要时以层级顺序定义和执行，克服了在其他方法中求解器可能在工程产品的设计过程的任何阶段遇到的实现所有自由度的问题。
3、在一个实施例中，如果一项改变包括选取事例的所有实体，则可以将事例的坐标系添加到该选取中。
4、在一个实施例中，形状要素的事例可以包括边界，并且该边界可以被排除在几何特性的核心集合以及空间关系的定义之外。
5、在一个实施例中，该方法还可以包括以下步骤：将图样中的形状要素的单个事例指定为首要事例，通过改变首要事例的形状或位置来改变所有事例的形状或位置。
6、与所述可选几何特性的集合和空间关系相关联的可选约束的层级顺序可以是该几何特性的可选集合和空间关系的实现顺序。在某些示例中，与所述可选几何特性的集合以及空间关系相关联的可选约束的层级顺序可以由如下方式给出：a-维持图样的方向和/或图样的中心为恒定量；b-维持形状要素的事例的位置同时改变其形状；c-维持形状要素的事例的形状的至少一部分；d-维持圆形图样的半径；e-维持形状要素的首要事例的位置；f-维持图样的间距为恒定量；g-维持圆形图样中形状要素的事例相对于圆形图样的中心的位置为恒定量。约束的实现顺序可以由其对随后实现的约束的影响来确定。
7、形状要素的事例和/或规则图样可以是二维的。替代地，形状要素的事例和/或规则图样可以是三维的。
8、形状要素的事例可以是产品中的机械部件、电气部件或热部件。
9、在第二方面中，提供了一种包括指令的计算机程序，当在计算机上执行时，该指令使计算机执行上述方法的步骤。
10、在第三方面中，提供了一种数据处理系统，该数据处理系统适用于在计算机辅助设计(cad)系统中对工程设计部件进行建模，其中，工程设计部件包括特征，该特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例，该数据处理系统包括数据处理器，该数据处理器适于：定义特征中形状要素的事例的几何特性的核心集合以及规则图样中形状要素的事例之间的空间关系，其中，每个几何特性和空间关系与发生改变时确定形状要素的事例的行为的约束相关联；定义特征中形状要素的事例的可选几何特性的集合以及规则图样中形状要素的事例之间的空间关系，其中，每个可选几何特性和空间关系与发生改变时确定形状要素的事例的行为的可选约束相关联；定义所述可选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在计算机辅助设计(CAD)系统中对工程设计部件进行建模的计算机实现的方法，其中，工程设计部件包括特征，所述特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当改变包括选取所述事例的所有实体时，将所述事例的坐标系添加到所述选取中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形状要素的事例包括边界，并且其中，所述边界被排除在所述几何特性的核心集合以及所述空间关系的定义之外。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述可选几何特性的集合以及空间关系相关联的所述可选约束的层级顺序是所述可选几何特性的集合与空间关系的实现顺序。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述可选几何特性的集合以及空间关系相关联的所述可选约束的层级顺序由如下方式给出：
7.根据权利要求5所述的方法，其中，约束的实现顺序由所述约束对随后实现的约束的影响来确定。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形状要素的事例和/
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形状要素的事例和/或所述规则图样是三维的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形状要素的事例是产品中的机械部件、电气部件或热部件。
11.一种包括指令的计算机程序，当由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求1至10中任一项所述的步骤。
12.一种数据处理系统，适于在计算机辅助设计(CAD)系统中对工程设计部件进行建模，其中，工程设计部件包括特征，所述特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例，所述数据处理系统包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种在计算机辅助设计(cad)系统中对工程设计部件进行建模的计算机实现的方法，其中，工程设计部件包括特征，所述特征具有以规则图样布置的形状要素的至少三个事例，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当改变包括选取所述事例的所有实体时，将所述事例的坐标系添加到所述选取中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形状要素的事例包括边界，并且其中，所述边界被排除在所述几何特性的核心集合以及所述空间关系的定义之外。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述可选几何特性的集合以及空间关系相关联的所述可选约束的层级顺序是所述可选几何特性的集合与空间关系的实现顺序。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述可选几何特性的集合以及空间关系相关...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·金，H·马特森，朱亚农，M·科普雷梅，
申请(专利权)人：西门子工业软件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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