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為未知參數求解，而采用了過渡未知參數β進行方程求解。第二種方法是采用試算法，即一些參數必須給出，但是又不能確定，用另外一些已知的參數試算出這些參數，但這個參數以后可能還是會修改的，并且要能和其相關的對象實現關聯設計。

(3)結構優(yōu)化。車架設計中，后叉片是一個關鍵部件，如圖5所示。

圖5 后叉片及平、立叉裝配圖

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

3.快速建模造型設計

造型設計主要指管件的造型設計。其具體實現方式如下。

(1)在管件導引線（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的截面調出即可，截面的形狀參數則通過讀取相應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線，此引導線不做成整個的封閉曲線，而是將各位置上的引導線分割為同段數的曲線且使對應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。當用戶拖動管件導引線時，管件能夠關聯變化。

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

圖6 減震自行車車架圖四、

結束語

運用知識工程，使自行車車架設計工作從原來需兩天時間，縮短到目前的兩個小時，大大縮短了車架設計的開發(fā)時間，方便了設計方案的交互設計、修改和驗證，更有利于二次利用時縮短設計再修改的時間，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)內應用已成為可能，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用中有用的工程知識，當需要時能很快找出并重復利用。