Solucionador CAD geométrico
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Solucionador de restricciones geométricas , Solucionador de restricciones geométricas , Solucionador de restricciones geométricas es un componente de software que está integrado en CAD y permite al ingeniero posicionar con precisión elementos geométricos entre sí.
Los solucionadores de geometría 2D funcionan con objetos geométricos en un plano y le permiten crear dibujos en 2D, mientras que los solucionadores de geometría 3D generalmente se usan para ensamblar mecanismos y otras estructuras a partir de piezas. El ingeniero impone restricciones geométricas (paralelismo, perpendicularidad, coincidencia, coaxialidad, etc.) sobre objetos geométricos (puntos, líneas, planos, círculos, esferas, etc.) y después del trabajo del solucionador, obtiene una solución al problema: coordenadas de nuevos objetos y valores de sus parámetros (como radios de círculos o ángulos de conos) que satisfagan las restricciones. Si el problema no tiene solución, el solucionador geométrico emite un mensaje sobre la inconsistencia del modelo. Por regla general, los solucionadores geométricos también contienen implementaciones de funciones relacionadas: determinación de subdeterminación y sobredeterminación de un problema, generación automática de restricciones, movimiento de objetos manteniendo las restricciones impuestas sobre ellos, etc.
Métodos
El esquema general de los solucionadores geométricos es generar un sistema de ecuaciones no lineales que modele las restricciones geométricas impuestas a los objetos y resolver este sistema, generalmente utilizando métodos iterativos como el método de Newton-Raphson. El método de modelado es esencial para la corrección y el rendimiento de los solucionadores geométricos.
Para acelerar el trabajo de los solucionadores, se utilizan varios métodos de descomposición de problemas : [1] descomposición-recombinación, [2] [3] descomposición en árbol, [4] descomposición en árbol C, [5] reducción de gráficos, [6] re- parametrización y reducción, [7] computación de circuitos fundamentales, [8] estructura de cuerpo y cad, [9] y método de configuración testigo. [diez]
Algunos otros métodos y enfoques incluyen análisis de grados de libertad, [11] [12] computación simbólica , [13] aplicación de sistemas de reglas, [14] programación de restricciones , [14] [15] y algoritmos genéticos . [dieciséis]
Los sistemas de ecuaciones no lineales se resuelven principalmente mediante métodos iterativos; se resuelve un problema lineal en cada iteración. El método de Newton-Raphson es uno de los ejemplos más famosos. [catorce]
El solucionador pasa la información al núcleo geométrico , que realiza la construcción de un modelo geométrico utilizando las coordenadas y parámetros de los objetos obtenidos por el solucionador.
Aplicaciones e implementaciones de software
El área principal de aplicación de los solucionadores geométricos son CAD. También se utilizan para resolver problemas de cinemática inversa, robótica, diseño arquitectónico, modelado geométrico de moléculas y otras áreas de aplicación.
Los solucionadores geométricos incluyen:
- 2D Dimensional Constraint Manager (DCM), 3D DCM ( D-Cubed ), propiedad de Siemens PLM Software , integrado en AutoCAD , SolidWorks , Creo y muchos otros sistemas CAD populares; [17]
- Solucionador geométrico LEDAS 2D (LGS), LGS 3D ( LEDAS );
- Parametric core C3D Solver ( C3D Labs ), integrado en KOMPAS-3D , [18] Altium Designer , Renga , Nanocad , FlowVision , BAZIS y otros;
- GeoSolver, [19] un paquete de Python para resolver restricciones geométricas, distribuido bajo la Licencia Pública General GNU .
Véase también
Notas
- ↑ Pascal Mathis, Simon E. B. Thierry. Una formalización de los sistemas de restricciones geométricas y su descomposición (inglés) .
- ↑ Christoph M. Hoffman, Andrew Lomonosov, Meera Sitharam. Planes de descomposición para sistemas de restricciones geométricas, Parte I : Medidas de rendimiento para CAD .
- ↑ Christoph M. Hoffman, Andrew Lomonosov, Meera Sitharam. Planes de descomposición para problemas de restricciones geométricas, parte II: nuevos algoritmos .
- ↑ Marta Hidalgoa, Robert Joan-Arinyo. h-graphs: una nueva representación para descomposiciones de árboles de gráficos (inglés) .
- ↑ Xiao-Shan Gao, Qiang Lin, Gui-Fang Zhang. Un algoritmo de descomposición de árbol C para la resolución de restricciones geométricas 2D y 3D .
- ↑ Samy Ait-Aoudia, Sebti Foufou. Un solucionador de restricciones geométricas 2D que utiliza un método de reducción de gráficos .
- ↑ Hichem Barki, Lincong Fang, Dominique Michelucci, Sebti Foufou. La reparametrización reduce los sistemas de restricciones geométricas irreducibles .
- ↑ R.Joan-Arinyo, M.Tarrés-Puertas, S.Vila-Marta. Descomposición de gráficos de restricciones geométricas basados en la computación de circuitos fundamentales. Corrección y complejidad .
- ↑ Kirk Haller, Audrey Lee-St. John, Meera Sitharam, Ileana Streinu, Neil White. Sistemas de restricciones geométricas de cuerpo y cad .
- ↑ Dominique Michelucci, Sebti Foufou. Resolución de restricciones geométricas: el método de configuración testigo .
- ↑ Kramer Glenn A. Resolución de sistemas de restricciones geométricas : un estudio de caso en cinemática . - 1:a upplagan.. - Cambridge, Mass.: MIT Press , 1992. - ISBN 9780262111645 .
- ↑ Xiaobo Peng, Kunwoo Lee, Liping Chen. Un solucionador de restricciones geométricas para el modelado de ensamblajes en 3D .
- ↑ Xiao-Shan Gao, Shang-Ching Chou. Resolución de Sistemas de Restricciones Geométricas II. Un enfoque simbólico y decisión de Rc-constructibilidad .
- ↑ 1 2 3 William Bouma, Ioannis Fudos, Christoph M. Hoffmann, Jiazhen Cai, Robert Paige. Un solucionador de restricciones geométricas (neopr.) . — 1993.
- ↑ Michela Farenzena, Andrea Fusiello. Estabilización del modelado 3D con propagación de restricciones geométricas .
- ↑ R. Joan-Arinyo, MV Luzón, A. Soto. Resolución constructiva de restricciones geométricas: una nueva aplicación de algoritmos genéticos .
- ↑ Clientes D-Cubed . Consultado el 17 de enero de 2018. Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2017. (indefinido)
- ↑ Evgeny Ermakov, Sergey Mitin, Sergey Rotkov, Alexander Maksimenko. Uso de C3D Solver para resolver problemas cinemáticos de unidades de mecanismo . LEDAS Ltda. (6 de enero de 2017). Consultado el 26 de abril de 2017. Archivado desde el original el 27 de abril de 2017. (indefinido)
- ↑ Página del proyecto GeoSolver . Consultado el 17 de enero de 2018. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2017. (indefinido)
Enlaces