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发表于 2007-5-1 12:01:52
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来自： 中国江苏镇江
那些灵活可变的零件是根据 I-DEAS 中的变量几何原理从拉伸或旋转截面得来的。此系统的关键是约束。头一次使用约束的时候，它看起来和尺寸没有两样，但它实际上并不仅仅是这些。它是一系列传送“设计意图”的几何规则。如果截面的某个尺寸改变了，如何知道其它点和曲线是怎样变化的呢？这就要用约束来决定。 ' t, z! N& p4 A4 G8 {& G, k
最好用一个简单例子来说明这个概念。画一个四边形，定义 4 个点。可能会画出不同形状。解决多义性的办法是给右侧边一个约束: 它必须保持竖直。加上约束后的情况最好是用联立方程来表示。在二维空间，四边形有八个自由度（DOF），这是因为每个顶点都用 X ,Y 两个值来定位。要保持右侧边竖直，可以写一个简单的等式:
4 _, k# u$ f& E X3=X4
8 L0 F: _$ s$ w2 [; [3 l 这个等式一加上，截面的自由度个数就减少一个 。其它等式同样可以加强几何约束，例如，要保持上下两条直线水平，等式可写为:
0 @9 C4 J6 V3 l u0 p9 a" | Y1=Y4 , H" F7 q9 r& u6 U
Y2=Y3 / [. n& G k5 u, l) j, y
增加一个尺寸约束，如设点 1 和点 2 之间竖向尺寸为 100 ，同样可以写一个等式: $ {$ r/ \: E. _9 R. t
Y1=100.0-Y2 4 r. @3 T( d" e+ h: }
可以用别的等式来表达另外的几何关系，如垂直，平行。要保证一段圆弧与直线相切的等式就要复杂一些了，但原理是相同的。在加上几何约束后，软件就写出一系列等式，如果有值作了修改，求解此等式就能得到未知数。 1 |0 [ }7 w3 ^8 p U
约束的绝妙之处在于任何时候都可以加入或删除。这点非常适宜设计环境，因为在草图设计时，一开始并不一定完全清楚有些什么约束。另一个原因是在开始草图设计时就确定精确值是没有必要的。设计的同时就可以增加或修改约束。
' z7 P5 u8 t3 y/ B# } 一些爱好数学的读者也许会问一个截面究竟有多少个约束？一般来说，求解一个联立方程，方程的个数必须等于未知数的个数。IDEAS中截面的自由度个数是允许加入的约束个数的上限。一但约束全加上了，截面就被完全约束死了。如果约束的个数少于自由度个数，会有什么情况呢？修改一个值后情况会怎样呢？这就可能不只一种结果。如果使用一般符号数学软件包就不能求解未知数个数多于方程数目的方程组。I-DEAS 中设计来求解变量几何体的求解器不仅仅是能求解简单的联立方程，它着重于几何体，如果存在多于一种的求解可能性时，它仅可能使结果变化小些。然后，如前面例子所示，有时又必须加入更多的约束来迫使截面达到要求。 ? ^9 d/ T; l: s/ b+ d4 c
注意一点-DEAS会自动建立大多数必要的约束。例如，画一条直线时，如果动态导航器检测出这条直线是竖直，水平，垂直或平行的，在创建这条直线时就会自动加上这些约束。在导航器选择对话框中右边一列开关的功能使用户能在需要的情况下关闭约束自动建立开关。
! a1 r( s6 O6 _; ~4 Q/ e变量几何的应用 5 L# v! G; g g6 k: F
有效运用变量几何的各种工具可用于不同的地方。例如，我们无须象在二维系统那样建立一个有精确尺寸截面，而只要在工作面上画出相应的草图，再加上变量约束就可“驱使”截面达到所需形状。捕捉栅格（snap grid）是另一种定位点的有效方法，但似乎对图形演示比实际运用更有效。而使用变量几何后也就没必要捕捉栅格了。 - r/ ?# G3 e& D' b9 y* `
变量几何一般用于研究运动连杆机构。直线上两点作了尺寸约束，这条直线就有了固定长度，如一个机构的连杆。加上角度尺寸约束就可以用改变角度来驱动机构，观察所出现的连杆组合。 ! Z/ V6 E# `& e, }; L/ \+ r, Z' R. z
拉伸或旋转一个有约束的截面而形成的零件也包含有原先施加的约束“规则”。当选中用来拉伸或旋转创建零件的特征时，作用在其上的约束条件将象实体上的尺寸一样显示出来。同尺寸一样，这些约束也可以被选中和修改，而达到改变物体的目的。 |
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