其中

D為毛坯管直徑，R1為水滴管大半圓半徑，R2為水滴管小半圓半徑，β為大半圓半徑與豎直中心線交角。將此方程的解看作是正切曲線和一條直線的交點，循環(huán)給出β的一個初值，直至使等式兩邊滿足一定的條件為止。代入公式：

即可求得水滴管的軸向高度B。此方法并未直接以水滴管的軸向高度B為未知參數(shù)求解，而采用了過渡未知參數(shù)β進行方程求解。第二種方法是采用試算法，即一些參數(shù)必須給出，但是又不能確定，用另外一些已知的參數(shù)試算出這些參數(shù)，但這個參數(shù)以后可能還是會修改的，并且要能和其相關(guān)的對象實現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計。

(3)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。車架設(shè)計中，后叉片是一個關(guān)鍵部件，如圖5所示。

圖5 后叉片及平、立叉裝配圖

由于本身設(shè)計較為復(fù)雜，為了使后叉片的設(shè)計不影響后面工序的設(shè)計，將后叉片的造型設(shè)計與選用和定位設(shè)計分開進行，舉例采用了自頂向下設(shè)計、自動裝配和關(guān)聯(lián)設(shè)計相結(jié)合的方法。首先將設(shè)計好的后叉片放入指定目錄下，并采用數(shù)據(jù)庫進行分類數(shù)據(jù)管理。然后將后叉片與主模版的對應(yīng)裝配關(guān)系抽取為一個矢量平面和兩個矢量軸，這樣在進行車架設(shè)計時只需按要求選用適合的后叉片即可裝配到位，而位置的調(diào)整也可通過界面調(diào)整參數(shù)達到設(shè)計要求。最后的關(guān)聯(lián)設(shè)計主要采用了Smart point（智能點）和UDO（用戶自定義）兩項技術(shù)實現(xiàn)。智能點用來連接后叉片和平、立叉的關(guān)鍵接觸點，能夠在后叉片位置改變或所選用后叉片改變時，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)對象的自動變化，并能夠在一些參數(shù)不滿足基本要求時自動給出提示。

3.快速建模造型設(shè)計

造型設(shè)計主要指管件的造型設(shè)計。其具體實現(xiàn)方式如下。

(1)在管件導(dǎo)引線（中心線）的不同位置按要求給出截面的輪廓形狀（截面形狀導(dǎo)引線）。車架截面形狀有圓形、橢圓形、水滴型（又分正水滴、反水滴）、方形、菱形和8字形等，可以先基于KF規(guī)則創(chuàng)建幾何建模特征和知識表達式的特性，然后采用UDF（User Defined Feature）用戶定義特征建立裝配件，即將截面形狀畫好作為一個裝配件，做截面時只需將相應(yīng)的截面調(diào)出即可，截面的形狀參數(shù)則通過讀取相應(yīng)的知識表達式達到快速修改的目的。

(2)通過掃描將管件外形做出。掃描中心法矢的運動軌跡是管截面形狀引導(dǎo)線，此引導(dǎo)線不做成整個的封閉曲線，而是將各位置上的引導(dǎo)線分割為同段數(shù)的曲線且使對應(yīng)曲線的切線方向一致，否則掃描出的管件容易扭曲。此時做出的是一薄壁管。

(3)加厚形成管件的厚度。

(4)連接管件間相交部分的剪切。當(dāng)用戶拖動管件導(dǎo)引線時，管件能夠關(guān)聯(lián)變化。

采用此實現(xiàn)方法充分體現(xiàn)了對知識和規(guī)則的重用性。對象間的關(guān)聯(lián)設(shè)計用UDO的方法，將管件的一些列數(shù)據(jù)記錄到UDO中，實現(xiàn)完成了管件的自動剪切、自動標(biāo)注、尺寸檢查、BOM表的自動生成和模具查詢等關(guān)聯(lián)設(shè)計。圖6所示是用開發(fā)的車架CAD模塊設(shè)計出的減震自行車車架圖。

圖6 減震自行車車架圖四、

結(jié)束語

運用知識工程，使自行車車架設(shè)計工作從原來需兩天時間，縮短到目前的兩個小時，大大縮短了車架設(shè)計的開發(fā)時間，方便了設(shè)計方案的交互設(shè)計、修改和驗證，更有利于二次利用時縮短設(shè)計再修改的時間，使企業(yè)在激烈的市場競爭中贏得主動。本例的成功同時也表明了知識工程在中小型企業(yè)內(nèi)應(yīng)用已成為可能，知識工程將使企業(yè)具有更大的競爭力。此外，知識工程還允許用戶保存那些在實際應(yīng)用中有用的工程知識，當(dāng)需要時能很快找出并重復(fù)利用。