参数化设计方法
参数化建筑设计
参数化建筑设计方法Parametric Architectural Design MethodsLandscape _ natural forceGrowth _ Homogenous PrincipleNatural Structure _ Minimal Material Principle洛伦茨奇异吸引子两条不同的演化轨迹。
图中左右两条演化轨迹的初始点只在x坐标上相差10-5，但是经过一段时间的演化，就呈现出显著的不同，体现出了对初值敏感的特性。
Swam _ Emergent global behaviour based on local ruleCAD软件中的参数化设计——尺寸驱动(Dimension-Driven)参数化设计(Di i D i)·使CAD系统具有交互式绘图功能，自动绘图的功能。
·可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。
Solid Edge中的尺寸驱动模型Parametric approach_Coordinate transformation approach Coordinate建筑创作中的参数化设计方法通过特定的计算机编程设计工具去应对设计过程中的一系列设计变量，通过特定的计算机编程设计具去应对设计过程中的系列这样的设计能够对形态，功能，以及环境变量保持敏感。
——Patrik Schumacher建筑的外部影响及内部要求可以看作一个复杂系统，众多外部及内在因素的综合作用决定设计结果。
我们可以把各种影响因素看成参变量（Parameter），并在对场地及建筑性能（Performance）研究的基础上，（）并在对场地建筑性能（）研究的基础上找到联结各个参变量的规则，进而建立参数模型（Parametric model），运用计算机技术生成建筑体量、空间、或结构，且可以通过改变参变量且可以通过改变参变量的数值，获得多解性及动态性的设计方案。
——徐卫国徐国外场地地形规划要求部因周边环境气候条件参数化素日照……多解的建筑模型内功能组织设计雏形部交通流线采光、通风修正完善因素安全疏散结构体系……设计结果参数化建筑设计过程的关键环节（徐卫国）：•设计需求信息的数字化。
参数化方法
参数化方法参数化方法是一种在科学研究和工程实践中经常使用的方法。
它通过引入参数来描述、分析和解决问题，从而使问题的求解更加灵活和高效。
本文将从不同领域的角度介绍和探讨参数化方法的应用。
一、在科学研究中的应用1. 物理学在物理学中，参数化方法常常用于描述和解决复杂的物理现象和系统。
例如，在描述粒子运动时，可以引入质量、速度和力等参数，通过对参数的调节和优化，可以得到精确的运动轨迹和力学规律。
2. 化学化学研究中的参数化方法主要用于描述和预测分子的性质和反应。
通过引入分子结构、原子电荷和键长等参数，可以建立分子力场模型，进而研究分子的能量、构型和动力学行为。
3. 生物学在生物学研究中，参数化方法常常用于分析和模拟生物体的生理和生化过程。
例如，在描述蛋白质的结构和功能时，可以引入氨基酸序列、二级结构和溶剂环境等参数，通过对参数的调节和优化，可以得到准确的结构预测和功能预测。
二、在工程实践中的应用1. 机械工程在机械工程中，参数化方法常常用于优化设计和工艺过程。
例如，在设计汽车零部件时，可以引入材料强度、结构形状和制造成本等参数，通过对参数的调节和优化，可以得到最佳的设计方案和生产工艺。
2. 电子工程电子工程中的参数化方法主要用于电路设计和系统分析。
例如，在设计集成电路时，可以引入电阻、电容和电感等参数，通过对参数的调节和优化，可以得到电路的性能和稳定性指标。
3. 建筑工程在建筑工程中，参数化方法常常用于建筑设计和结构分析。
例如，在设计建筑物时，可以引入建筑材料、结构形式和功能需求等参数，通过对参数的调节和优化，可以得到满足各种要求的建筑设计方案。
参数化方法的优势在于其灵活性和高效性。
通过引入参数，可以对问题进行抽象和简化，从而降低问题的复杂性和求解的难度。
同时，参数化方法可以通过调节参数来优化和改进问题的解决方案，提高工程和科学研究的效率和质量。
然而，参数化方法也面临着一些挑战。
首先，参数的选择和优化需要经验和专业知识的支持，否则可能会导致结果的不准确和误导。
参数化方法 CAD设计课件
, xn , d1) 0 , xn, d2) 0
, xn, d3) 0
式中d1, d2, …, dn表示几何约束的值
49
上述方程组可以简写为
Fi (X, D) 0, i 1, 2, 3, ... , n
L1
L1
L2
L2
L2
L1
L1
L2
25
两圆相切约束(tangency) －两圆外切 (TAN_CC,C1,C2,+1) －两圆内切 (TAN_CC,C1,C2,-1)
线圆相切约束 －线圆相切,圆心在直线的 正半平面 (TAN_LC,L,C,+1) －线圆相切,圆心在直线的 负半平面 (TAN_LC,L,C,-1)
D=20
D=19.5
H=29.3
面积 S=900
面积 S=300
(a)
(b)
36
参数化设计(PD)&变量化设计(VD) 共同点：
1）解决几何图形约束和工程约束问题 2）尺寸变动时能自动更新图形；尺寸驱动功能
区别：
体现在约束方程的定义和求解方式上 PD：约束方程定义和求解有赖于创建时的顺序；参数 求解顺序、过程式（不可逆）求解策略 VD：约束的指定是陈述性的；通常采用并行求解策略
约束联动 图形特征联动 相关参数联动
41
图形特征联动
所谓图形特征联动就是保证在图形拓扑关系（连续、相切 、垂直、平行等）不变的情况下，对次约束的驱动
42
相关参数联动
所谓相关参数联动就是建立次约束与主约束在数值上和逻 辑上的关系
43
实现尺寸驱动的关键，在于尺寸链的求解
44
当修改某一尺寸时，系统自动检索该尺寸在尺寸 链中的位置，找到它的起始几何元素和终止几何 元素，使它们按新尺寸值进行调整，得到新模型； 接着检查所有几何元素是否满足约束，如不满足， 则让拓扑约束不变，按尺寸约束递归修改几何模 型，直到满足全部约束条件为止
机械参数化设计方法概述
机械参数化设计方法概述摘要：首先介绍了参数化的发展及技术现状，然后分别介绍了零件参数化和部件参数化的基本方法，零件参数化主要是尺寸驱动和程序驱动两种方法，部件参数化主要是自顶向下和自底向上两种设计方法，并且介绍了各种力法的优缺点，为机械参数化设计打下理论基础。
关键词：参数化设计;零件参数化;方法参数化方法的本质即是基于约束的产品描述力法，这是由于产品的整个设计过程就是约束规定，约束变换求解以及约束评估的逐步求精过程、因此与传统设计力法的最大区别在于，参数化设计方法通过基于约束的产品描述方法实际上存储了产品的设计过程，因而它设计出一族而小是某个单一的产品、另外参数化设计能够使工程设计人员在产品设计初期无需考虑具体细节而能够尽快草拟零件形状和轮廓草图，并可以通过局部修改和变动某些约束参数而不必对产品设计的过程进行重新设计。
目前，参数化技术大致可以分为直接式和非直接式两种、非直接式参数化技术有：编程法和基于三维参数化的形体投影法、直接式参数化技术则是指设计者通过用户界面直接对图形进行操作，而不必理会计算机内部的处理力式，这是当前使用最为广泛的一种力法，也称人机交互法。
人机交互法参数化设计是目前参数化设计领域发展得较快的一个方向，也是应用最为广泛的一种方法、这种力法已经成为目前参数化设计的主要技术路线。
从实现参数化的原理上分，人机交方法主要有：①基于几何约束的变量几何法，这是一种基于约束的数学力法，它将图形的儿何模型分解为一系列特征点，以特征点坐标为变量形成了一个非线性力程组，当约束发生变化时，利用Newton-Raphson法迭代求解方程组，就可以求出这此特征点的新坐标，从而形成了新的图形;②基于几何推理的人工智能法，这种力法是用幕于规则的推理力法来确定用一组约束描述的几何模型、在推理过程中，利用专家系统将几何形体的约束关系用一阶逻辑谓词描述，存入事实库中。
推理机把从规则库中提取出来的规则用于当前的事实集中，然后推理出几何形体的细}兄推理过程输出的是山一系列推理出的规则组成的一个几何形体的构造计划，参数化的模型也因此由在构造计划中顺序算出的规则所决定;③基于构造过程方法，这种方法在交互造型过程中的每一步操作，采用了一种称为“参数化履历”的机制，在设计过程中，系统自动记录造型操作过程的程序化描述，将记录的定量信息作为变量化参数，当赋予参数小同的值时，更新模型生成历程，就会得到不同大小或形状的几何模型。
CATIA参数化建模设计教程
CATIA参数化建模设计教程首先，打开CATIA软件并创建一个新的零件文件。
在工具栏上选择“文件”，然后选择“新建”。
在弹出窗口中选择“零件”并点击“确定”。
第二步是创建一个基础特征。
在CATIA中，基础特征是构成整个模型的基础。
常用的基础特征有创建草图、拉伸、旋转、倒角等。
选择“创建”工具栏上的“草图”按钮，然后在工作平面上绘制草图。
草图可以是二维的线条、圆、矩形等，在CATIA中，草图是创建三维模型的基础。
在草图绘制完成之后，选择“拉伸”工具栏上的按钮，然后选择要拉伸的草图和拉伸的距离。
拉伸可以将二维草图转化为三维模型。
接下来，我们可以使用更高级的功能来对模型进行操作。
一种常见的操作是进行旋转。
选择“旋转”工具栏上的按钮，然后选择要旋转的模型和旋转轴。
通过旋转可以将模型进行翻转、倾斜等操作。
此外，CATIA还提供了一些高级的功能，如倒角、剪切等。
倒角是用于给模型边缘添加圆角，使其更加平滑。
选择“倒角”工具栏上的按钮，然后选择要倒角的边和倒角的半径。
剪切功能可以用来从模型中移除一部分材料。
选择“剪切”工具栏上的按钮，然后选择要剪切的模型和剪切面。
最后，我们需要对模型进行参数化。
参数化是CATIA的一个重要特性，它可以使模型的尺寸和形状具有可调性。
在CATIA中，我们可以使用变量和公式来定义模型的尺寸和形状。
选择“参数”工具栏上的按钮，然后定义变量和公式。
通过调整变量的值，模型的尺寸和形状会相应地改变。
以上就是使用CATIA进行参数化建模设计的基础教程。
通过学习这些基本的操作，您可以使用CATIA来创建复杂的三维模型，并灵活地调整其尺寸和形状。
希望本教程对您有所帮助。
参数化结构设计基本原理、方法及应用
参数化结构设计基本原理、方法及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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参数化设计
1.什么是参数化设计参数化设计是一种建筑设计方法。
该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。
各种建模软件如sketchup、犀牛、Bonzai3d、3dmax 和计算机辅助工具revit 、archicad 这些所谓的BIM，都属于“参数化辅助设计”的范畴，即使用某种工具改善工作流程的工具；这些虽能提高协同效率、减少错误、或实现较为复杂的建筑形体，但却不是真正的参数化设计。
真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将建筑设计问题转变为逻辑推理问题的方法，它用理性思维替代主观想象进行设计，它将设计师的工作从“个性挥洒”推向“有据可依”；它使人重新认识设计的规则，并大大提高运算量；它与建筑形态的美学结果无关，转而探讨思考推理的过程。
建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。
功能之间的相互作用，国内研究得很多。
本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。
这种建筑空间的组合，实质上是“功能空间”的组合，蕴含着一定的逻辑关系。
如果从参数化设计的角度来看，这就已经具备可操作性了。
我们可以把一个一个的功能空间定义出来，再把它们之间的逻辑关系定义出来，那么，在符合逻辑关系的条件下，功能空间有多少种组合方法？通过各种参数化设计的软件，我们能够得到许多种答案。
但这还没完。
参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式，接下去，你必须进行选择。
要么人工选择，要么就再增加新的参数进去，从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。
说到形式，建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。
美学问题一方面涉及到传统，另一方面涉及到个人的主观感受，是很难“参数化”的。
而参数化设计的终极目标是全要素参数化，现在我们做不到，但坚持朝这个方向努力。
国内的建筑项目，绝大部分遵循先功能后形式的思路，也就是“形式追随功能”的思路，建筑的格局都定了，最后装点一下门面。
设计优化与参数化设计
设计优化与参数化设计设计优化是一种通过改进设计方案来提高产品性能和效率的过程，旨在满足特定的需求和限制条件。
而参数化设计则是一种基于参数的设计方法，通过调整参数值来实现设计方案的灵活性和可变性。
本文将探讨设计优化和参数化设计的关系，以及它们在实际应用中的重要性和效果。
一、设计优化的概念和方法设计优化是一种通过使用数学模型、算法和计算工具来改进产品设计的方法。
其目标是在满足特定需求和限制条件的前提下，通过调整设计参数来提高产品的性能、质量、可靠性和效率。
设计优化通常包括以下步骤：1. 定义设计目标和限制条件：在设计优化的开始阶段，需要明确产品的设计目标和限制条件。
设计目标可以是性能提升、成本降低、材料节约等，而限制条件可以是空间、重量、材料强度等。
通过明确这些目标和条件，可以为后续的优化步骤提供指导。
2. 建立数学模型：在设计优化中，需要建立适当的数学模型来描述产品的性能和设计参数之间的关系。
这些数学模型可以是物理模型、数值模型或统计模型。
通过对模型的准确描述和分析，可以为优化算法提供有效的信息。
3. 选择优化算法：在设计优化中，选择合适的优化算法是至关重要的。
常见的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
这些算法可以根据设计问题的复杂性和求解效率进行选择。
4. 进行优化计算：在确定了优化算法后，可以进行优化计算。
优化计算的过程是通过不断迭代和调整设计参数，寻找最优解的过程。
在每一次迭代中，通过对设计方案的评估和调整，逐步接近最优解。
5. 优化结果分析：在完成优化计算后，需要对优化结果进行分析和评估。
这包括对最优解的性能和效果进行定量和定性的评估，以及对优化过程和结果的可行性进行验证。
二、参数化设计的概念和方法参数化设计是一种基于参数的设计方法，通过调整设计参数的值来实现设计方案的灵活性和可变性。
在参数化设计中，设计参数是与产品性能和形态直接相关的关键因素。
通过改变参数值，可以实现产品设计的差异化和个性化。
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autoCAl 〕 是作为一个通用绘图系统而设计 的。但是， 它不可能完全满足每个用户的要求， 因为各个企业和各个行业都有自己特定的标 准， 且每个设计人员又有各自的工作方式。采 用开放式结构， 就可以允许修改和扩充 auto CAD 的功能， 以满足各种特殊需要。通过使用 开放式结构， 可以自动完成重复性任务， 生成用 户所需的线型、 文本字体和阴影图案， 生成符号 库和标准零件库。
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图3
六角螺栓节点坐标 参考 文献
4
结束语
螺栓、 轴承、 齿轮等是常用件， 为满足不同 需要， 它们又具有多种类型， 而每种类型又有不 同的结构形式。通过基于 AutoLISP 的参数化 设计建立标准零件库， 可以使实际绘图工作变 得简洁、 迅速， 充分体现计算机辅助设计的功
l y 为 了
(setq p5(polar pop d)) (setq 丙(polar 冈( 十 p(dtrl80) )( ， 0.56) )) (setq p7(polar 闪( + (dtr780))( /d2) )) (setq pa(浏ar p1( + p(dtr90))( *0. 25d) )) (setq pb(plar p0( + p(dtr270)) ( - 0.25d)) )
程序名和给出主要参数， 就可以计算出全部参 数， 并完成绘图过程川。 3 . 1 参数计算
六角螺栓为对称结构， 所以在进行参数计算、 设iM, ， 只须讨 论其一 半结构(图 I)， 在计算时， 采 用机城 1十 中常用的比 例画法， 即螺栓的主要结构 大 小都与其公称直 径d 成一定的比 例关系。 , :由 d
杨 铭 : 参数化设计方法
靛?}} s 份 t}i}t l} }
参数化 设计方 法
杨 铭
南京电力高等专科学校
〔 摘要〕 通过对Aut.CA 〕 的开放式休系结构的分析 结合实例介绍了一种适 用于建立机械标准零件库的参数化设计方法
关挂iQ:Aut, CAD Aut, LISP 参数化 块 螺栓 ,
1 引言
9 月7 日 细雨檬檬1略带几分秋意， 四川省兵工学会召开的学会老领导座谈会却洋滋着热烈的气氛， 参加会议 的除重庆地区企、 事业单位、 总装备部重庆军代局、 海军装备技术部重庆军代局等单位担任过学会工作的老领导 外， 原重庆市委副书记周春山同志， 学会副理事长、 西南地区部主任毕文然同志也出席了会议。首先 学会何志英 秘书长代表学会秘书处全体同志欢迎各位学会老领导到会， 真诚感谢老领导们对学会工作的一贯支持关心， 并充 分肯定了他们对兵工事业和学会发展作出的贡献! 他接着介绍了学会目前的情况及今年 2- 8 月开展学术活动、 推荐学术论文;学会协助基层委员会在开展科普活动与厂会协作、 实施金桥工程及在企业技术创新活动中的成效; 同时表示要继续办好学会刊物， 使其成为西南兵工行业科研、 试制、 生产及管理人员进行学术、 技术交流的园地， 何 秘书长最后强调， 为了适应形势需要， 更好为企业服务， 学会必须加强自 身的思想建设和组织建设。毕文然主任在 百忙中参加会议并作了重要发言。毕主任介绍了西南兵工军、 民品的生产、 经营情况及当前面临的严竣形势; 明确 了保军减亏是西南兵工的工作重心;各企业要加大改革力度， 想法留住人才、 引进人才， 特别是涉及兵工技术含量 高的特殊专业人才;要求困难企业要全力减亏、 增效， 遂步走出困境。20 余位与会老领导杨所欲言， 对当前形势下 政治工作的重要性、 企业建立信息及信息网络等方面提出了有益的建议。各位老同志仍然很关心国防事业特别是 兵工技术的发展， 他们由衷地希望西南兵工能重振雄风， 老领导们一致赞扬并感谢学会召开一年一度的中秋座谈 会为他们提供了团聚、 交流、 座谈的机会， 会议在愉快、 详和的气氛中结束.、
能。
宋继良， 关学志， 谭光宇 . 实用计算机绘图程序设 计及实例 . 哈尔滨工业大学出版杜， 一 1996 04 马希文， 宋柔 . LISP 语言 . 北京:高等教育出版社，
199(〕 一07
王西进等 . 齿轮 CAD 技术研究 . 机械工程师，
1999 , ( 8 )
简
讯
四川省兵工学会召开 2000 年学会老领导中秋座谈会
数;之 例如， 〕 。 不能单独改变螺栓的长度。基于 autoLISP 的参数化可以作智能决策, autoLISP
是一 种嵌人 autoCAl) 内部的 LISP 语言， 它提
收稿 日期 :2001 一 一 〕 07 04
3 黔志济 飞 2 亨 鹊
四川兵工学报
Vol. 21, Vo. 4
Dec . , 2 0 0 0
点， 因此在用到各节点坐标时. 应计算为: f
夕 、 1
3 .2 程序设计
建立用户坐标系， 如图3 所示， 则各节点的 坐标值如下:
r , = 一h = 一0 . 7d
几 i y
= r 0 + r;
= y 0 千y
程序清单(部分) :
X3= 一 h 一 2)- 一 318d ( r 0. 泊 ｝ 一 d / 4)2- 一 .607d ( 0
杨 铭 :(dtr30) )) ) (setq pl (polar 冈( + p(dtr90) )h)) (setq 夕(polar pi + p(dtrl80))( ， 075d)) ) 一 (setq p3(polar p2( + pdtr210) )r)) (setq p4( polar p3 p( / d2) ) )
r2= 二 万万 - 0.382d 。 、尸 沪
13= co.-' W-d t 0 . 866d i
表 用 拘 的d,,dl， 准 为d,l;计 :将 户 人 标 化 算
出全部绘图用的参数及节点坐标值， 并完成绘
图过程。
sins I = 0. 5d / r I = 1乃 a i-- 19. 47` ' sina 2= 0. 25d / r 2 a2- 40 .88 ^
2 参数化
参数化系统可以从一套几何数据尺寸， 生 成不同的零件、 视图或尺寸， 一个参数化程序可 以画一个零件的许多不同尺寸， 不同形状的 图(U。目 前在autoCAD 的二次开发中， 常使用 定义块来建立自 己的零件库， 每次插入块时可 指定不同的位置、 例因子和 比 旋转角， 通过多次 使用同一个块， 生成高效图形， 这是简单的参数 化。但是在插人块时， 只能改变整个块的比 例， 而不能同时或单独不成比例地改变不同的参
计语言( 如 c 语言) 进行的参数化设计适合于 大型的、 复杂的编程任务， 程序必须通过 ADS
autoLISP才能被调用 )。 结合实 述 (4 下面 例阐
基于autoLISP 语言的 参数化设计方法。
3 螺栓的参数化设计
对于常用件 、 标准件以及形状结构、 尺寸大 小具有一定规律的零件， 如轴承、 、 齿轮 螺栓等， 可以 用基于 autoLISP 语言的参数化方法来编 写子程序， 此类零件的主 要特点是， 尺寸、 形状 相似， 而细节有差异， 各参数不成比例变化， 绘 图使用时， 只需在“ Command ” 命令后写出 子
(学会秘书处)
c = 0 . 15 d o
y; = 0. 75d
y4= 0. 5d
而图 1 中的r2,1 以及图2 中的" l ,": 的 '3 值需经计算求得:
y5= do2 = 0.425d ;y6二 .5d 一' = 0.35d o 0 ‘ 参数化绘制螺栓子程序应有下述内容。 建立 螺栓标准直径参数表以及长度系列
供了 150 多个函数， 可以调用 autoCAD 提供的
所 有命令[3)。在“ ( Command:” 提示下 可以直 ，
接调用 autoLISP 函数， autoLISP 更适合用 f 较 小的、 简单的编程任务， autoLISP 程序比 编写 用高级语言编程代码量要少。而基于AUS(au-
toCAD Develop system)环 利用高级程序设 境的
强度计算求得的螺拴直径; dl , : 由结构设计求
得的有效长度。根据《 机械设计手册》按照国 ，
家 规定的系 对d , ,dl: 进行 标准 列值 处理， 使其 成为 标准值d , t o
图 1 六角级栓(一半)
下 参 接 相关:r， 1.5d; 面 数直 与d 二
h = 0. 7d ;dl0= 2d ; b = 2d ; do= 0. 85d ;
图2 六角螺栓参数设计计算图
建立数据表:需要两个数据表， 也就是两个 数组。一个是两维数组， 其中含有螺栓的公称 直径d 及有效长度1 的上限值和下限值;另一 个是一维数组， 放置有效长度 l 的标准系列值。 对于用户输人的直径 d , 和有效长度 dl , , 应首先判断其是否在已有数据范围内， 若超出 范围则应返回， 然后再由大到小依次查找， 最终 将d dl 。 标准化为d ,l o 在确定了 d 和l 之后， 按比例法计算出绘 图所用的全部参数和节点坐标值。在编程计算 过程中， 0 点为螺栓标准件图 确定 形总的定位
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