第七讲 Top-Down设计方法(精选)
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自顶向下(Top-down)设计方法目前,很多人在利用三维软件进行机械产品设计时,首先设计好各个零部件,然后在组件模式下将这些零部件通过匹配、对齐、插入、相切等约束进行装配。
如果在装配过程中发现干涉现象或者某些零部件根本安装不上去等等,这时需要对零部件进行重新设计与装配,而在装配过程中存在很多父子关系,当修改完某些零件后,会发现以这些零件的点、线、面为基准的其它零件装配不上去,缺失装配基准,这样会造成蝴蝶效应,更严重的是有时候还必须从头开始进行装配,大大延长了设计周期,降低了设计效率。
这是一种传统的自底向上的设计方法,由于事先没有一个很好的规划,没有一个全局的考虑,修改起来特别麻烦,重复工作量大,造成人力和时间的浪费,这对产品快速推出市场有很大的影响。
为了缩短设计周期,提高设计效率,吸音板自动生产线布料机的设计采用了与之相反的一种设计方法即自顶向下的设计方法。
产品的设计尤其是新产品的开发设计是一个复杂的过程,是将产品市场需求映像成产品功能要求、并将产品功能要求映像成几何结构的过程。
要实现该过程,首先要分析产品的功能要求,先设计出初步方案及装配结构草图,得到产品的功能概念模型,再对功能概念模型进行分析,设计计算,确定每个设计参数,将概念模型映像成装配体模型,通过装配体模型传递设计信息,然后各设计小组在此装配体模型的统一控制下,并行地完成各子装配体及零部件的详细设计,最后对设计产品分析,返回修改不满意之处,直至得到满足功能要求的产品。
即要经过概念设计、功能结构设计、产品详细设计及产品分析等阶段,是一自顶向下的设计过程[8],如图3.1所示。
图3.1 自顶向下设计流程Fig.3.1 Top-down design process从图3.1可以看出自顶向下设计方法强调在设计中首先从整体和全局入手,通过装配体模型自顶向下地传递总体设计信息,然后在统一模型的约束下对各个部分进行详细设计。
在整个过程中,可随时对设计进行修改。
一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先,工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限,在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件,反复试验后再往上走一层,如此逐步地完成整个设计任务。
一、Top-Down设计法概述一般的机械设计采用的是自下而上的方法。
首先,工程人员仔细研究掌握各部件的性能和局限,在这基础上设计出由它们组成的大一点的部件,反复试验后再往上走一层,如此逐步地完成整个设计任务。
但如果产品系统复杂程度大大增加,产品具有专业面广、设计更改频繁及各专业间关系密切等特点时,在产品设计过程中,往往存在着外形与结构、结构与系统等三维模型之间的相互影响、相互依赖。
自下而上的设计方法在效率及控制设计错误时往往无法满足需要。
自顶向下设计就是从产品的顶层开始,通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法。
自顶向下的产品设计是从产品功能要求出发,选用一系列的零件去实现产品的功能。
其设计的主要过程是:先设计出初步方案及其装配结构草图,建立约束驱动的产品模型;再通过设计计算,确定每个设计参数,进行零件的详细设计,通过几何约束求解将零件装配成产品;最后对设计方案进行分析,返回修改不满意之处,直到得到满足功能要求的产品(图1)。
图1二、在装配体中新建零件单击“新零件”(装配体工具栏),或依次单击“插入”→“零部件”→“新零件”(图2)。
选取一个平面作为新零件的基准平面,即可开始在装配体中为新零件建模。
可使用“编辑零部件”命令结束零件编辑状态,或新建的零件将以虚拟零部件的方式保存在装配体文件内部,如果需要将新零件保存成硬盘上的单独文件,可在FeatureManager设计树上右键点击新零件,选择保存至外部(图3)。
三、基于装配体的关联设计方式及装配关系分析1.用装配约束建立关联设计在装配环境中,新设计零件是直接用创建新零件命令生成的零件,之后再利用装配约束操作,建立起需要的装配关系来牵动零件的尺寸,达到符合设计需要的目标。
第一章布局及组件结构简介可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中,组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构,其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
创建了布局后,就可使用骨架来定义关键元件尺寸、安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
最终,通过参照骨架和共享组件结构各级之间的设计信息来创建单个元件几何。
目标学习此模块后,您将能够:说明自顶向下设计流程。
使用布局记录设计信息。
创建组件结构。
简介自顶向下设计流程可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。
在自顶向下设计流程中,组件设计是通过创建布局来开始的。
布局包括可用于控制整个组件的设计规范和参数。
您将创建一个初步的组件结构,其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。
然后,使用骨架来定义组件的设计框架。
使用骨架可定义关键元件尺寸和安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。
接着,可声明布局的骨架和组件元件。
这样就能够分布关键设计信息,包括整个组件结构中心位置的设计更改。
下一步,使用发何和复制几何功能,将关键设计参照从骨架中选取并复制到低级元件中。
最后,通过参照包含来自骨架的关键设计参照的复制几何特征,在单独的元件中完成设计几何。
自顶向下设计流程传统设计流程∙使用传统设计流程(又称为自底向上方式)可以创建独立于组件的单独元件。
∙将元件放置到子组件中,然后装配子组件来创建顶级组件。
∙创建顶级组件之后,经常发现某些元件无法正确拟合(例如两个模型的关键界面不匹配),您必须手工调整元件和组件来纠正这些问题。
∙当装配更多的元件时,查找和纠正干涉可能要花费大量的时间。
如果出现影响很多元件的重大设计更改(如更改设计的整体宽度),则必须手工标识并修改每个受影响的元件以适应更改。
Top_Down (自顶而下)设计By 黄光辉(IceFai)Top_down设计方法严格来说只是一个概念,在不同的软件上有不同的实现方式,只要能实现数据从顶部模型传递到底部模型的参数化过程都可以称之为Top Down设计方法,从这点来说实现的方法也可以多种多样。
不过从数据管理和条理性上来衡量,对于某一特定类型都有一个相对合适的方法,当产品结构的装配关系很简单时这点不太明显,当产品的结构很复杂或数据很大时数据的管理就很重要了。
下面我们就WildFire来讨论一下一般的Top Down 的实现过程。
不过在讨论之前我们有必要先弄清楚WildFire中各种数据共享方法,因为top down的过程其实就是一个数据传递和管理的过程。
弄清楚不同的几何传递方法才能根据不同的情况使用不同的数据共享方法1.1.数据共享方法在WildFire中,数据的共享方法有下面几种:z From File...(来自文件….)z Copy Geometry…(复制几何…)z Shrinkwrap…(收缩几何..)Array z Merge…(合并)z Cutout…(切除)z Publish Geometry…(发布几何…)z Inheritance…(继承…)z Copy Geometry from other Model…(自外部零件复制几何…)z Shrinkwrap from Other Model…(自外部零件收缩几何..)z Merge from Other Model…(自外部模型合并…)z Cutout from Other Model..(自外部模型切除…)z Inheritance from Other Model…(自外部模型继承…)From File…(来自文件…)实际就是输入外部数据。
Wildfire可以支持输入一般常见的图形格式,包括igs,step,parasolid,catia,dwg,dxf,asc等等,自己试试就可以看到支持的文件类型列表。
top-down技术原理
Top-down技术原理是一种系统设计和开发方法,它的核心思想
是从系统的高层次抽象开始,逐步细化直至最终实现细节。
这种方
法的目标是将系统分解为各个子系统或模块,然后逐步扩展和细化
每个子系统或模块,直到达到可以实际实现的程度。
在Top-down技术中,首先确定系统的总体架构和功能,然后将
系统分解为多个模块或子系统。
每个模块再进一步分解为更小的模块,直到可以直接实现为止。
这种逐步细化的过程可以帮助开发人
员更好地理解系统的结构和功能,同时也有助于提前发现和解决潜
在的问题。
Top-down技术的优势在于能够提供清晰的系统设计和结构,有
利于团队协作和模块化开发。
同时,由于从总体到细节的逐步细化
过程,可以更好地控制系统的复杂度,减少开发过程中的风险。
然而,Top-down技术也存在一些挑战和限制。
例如,在开始阶
段可能需要投入较多的时间和精力来进行系统总体设计,有时候可
能会导致过度设计。
此外,由于在开始阶段对系统的细节了解有限,可能会导致在后续开发过程中需要进行较大规模的修改。
总的来说,Top-down技术是一种重要的系统设计和开发方法,它能够帮助开发人员更好地理解系统的结构和功能,有利于团队协作和模块化开发。
然而,在应用这种方法时需要权衡好设计和开发的时间成本,以及后续可能需要进行的修改和调整。
Inventor的Top-Down概念设计方法教程Inventor 基于多实体的Top—Down 创新概念设计方法教程Kevin Yan (2015)1. 基本概念Top-Down 是指自顶向下的设计方法。
区别于传统的自底向上的设计方法,T op-Down 更易于实现概念设计,充分发挥设计人员的想像力,并且实现它。
Top-Down还更有利于团队协作,用一个团队共同完成一件产品的设计。
先有一个总体的概念设计,然后分解给团队中的每一个人,每个人基于总体概念设计来完成局部的零部件设计,最后完成整个新产品的设计。
这是当今创新设计的前沿方式,是未来设计的主流方向。
传统的自底向上的设计方法不利实现创新性设计。
2. 多实体建模一个零件文件(.ipt )中,可以仅由一个实体构成。
当你在拉伸一个草图时,就会产生一个实体。
在模型树窗口中,你会发现实体数是1. 一个零件文件也可以由多个实体构成,各个实体可以单独编辑,这就构成了T op-Down 设计的基础。
多实体的创建有多种方法。
以下以草图拉伸为例进行讲解步骤:3. Top-Down 设计方法我们在使用Inventor 软件进行创新设计过程中,初学者往往习惯于采用传统的自底向上设计方法,自底向上设计(即我们精确设计每一个零件,然后根据需要逐层向上进行装配,最终形成总装配的设计方法)具有非常方便的工作流程,容易被设计师所掌握。
但在全新的机械创新设计中,设计师往往需要根据设计意图和设计需要指定出一套设计方案,然后绘制出设计的整体构架,最后进行各个零部件的细化设计,这也就是我们所说的Top-Down 的设计思想。
Top-Down 设计能够有效地传递设计规范给各个子组件,从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。
近年来,随着Inventor 不断的研发,Top-Down 设计的方式方法也越来越多,在Inventor 设计过程中,Top-Down 设计模式主要有基于概念草图、基于概念模型、基于布局、基于多实体等。
top down和bottom up制备方法【Top-down和Bottom-up制备方法】制备方法是科学研究的重要环节之一,不同的制备方法可以根据实验目标和体系的需求来选择。
其中,Top-down和Bottom-up制备方法是两种常见的制备方法,它们在材料科学、化学合成等领域都有广泛的应用。
在本文中,我们将对Top-down和Bottom-up制备方法进行详细解析,并比较它们的优缺点。
一、Top-down制备方法Top-down制备方法是基于材料的初始部分,通过精密加工和改造的方式逐步制备所需的材料或结构。
这种方法通常从较大的物体或结构开始,然后通过削减、切割、雕刻等实验手段逐步得到所需的材料。
1. 制备步骤:(1) 选择合适的起始材料:根据实验需求,选取具有相应性质和结构的初始材料。
(2) 进行加工和改造:使用机械、化学或物理加工手段对给定材料进行加工和改造,例如:切割、削减、雕刻、沉淀等。
(3) 优化和整合:根据实验需求,对制备材料进行优化和整合,以获得最终所需的材料。
2. 优点:(1) 可控性高:可根据具体需求对材料进行精确的加工和改造。
(2) 高效性:通过对初始材料的改造,可以快速制备出所需的材料。
(3) 适用性广:适用于制备不同尺度和结构的材料。
3. 缺点:(1) 可能造成结构缺陷:在Top-down制备过程中,可能会导致材料的结构缺陷,降低材料的性能。
(2) 能耗较高:加工和改造过程中需要投入较多的能量,使制备过程相对耗能。
二、Bottom-up制备方法Bottom-up制备方法是通过原子、分子或小颗粒之间的自组装来制备材料或结构,即从小尺度开始逐步增长,最终形成所需材料。
1. 制备步骤:(1) 合成小颗粒或分子:合成并控制所需的小颗粒或分子。
(2) 自组装或组装:通过化学反应、物理吸附或热力学控制等方式,使小颗粒或分子自行组装成所需的结构。
(3) 疏水处理或结晶调控:对材料进行处理,以控制结晶和表面性质,最终得到所需的材料。