随着先进制造和现代设计技术向集成化方向发展,对产品的信息描述要求更加全面、准确,以支持产品生命周期的更多阶段。使用现有的产品数据表达与交换标准STEP只能描述CAD模型几何、拓扑和部分运动学信息,对多刚体动力学特征的描述一直是特征模型中的一个空白。模型是信息的载体,信息完备的设计模型是现代CAD技术的核心。对一个理想的CAD模型而言,运动学与动力学的准确、完整描述是十分重要的。基于这种思想,本文提出了建立一种包含运动学和动力学特征的新型CAD模型,对其进行了相应的模型理论研究,并在美国Spatial Technology公司提供的ACIS几何造型平台上对其实现应用进行了研究。 ACIS提供了大量的函数库,具有丰富的几何造型功能。本文对ACIS的整体结构、提供的资源和功能等进行了全面的梳理,在此基础上,利用它与Visual C++6.0的接口,在AMFC的环境下完成了HDCAD应用软件系统的研制。HDCAD系统完全按照软件工程的思想进行开发,系统模块划分清晰,人机界面友好,基本功能齐全,便于其他开发者按模块化设计思想对系统进行扩充和改进。目前,HDCAD系统已能实现全部简单实体的造型和扫掠等复杂实体造型功能。论文创新地用自定义属性的方法将运动学与动力学特征添加到HDCAD的三维模型中,使模型的几何、拓扑、运动学和动力学等特征共存,信息更为完备,从而完成了对这种新型CAD模型建模软件实验系统的研究,具有创新性和实际意义。 本文通过对包含运动学和动力学特征的新型CAD模型理论与应用的研究,预示了该理论和方法有很大的发展潜力和广阔的应用前景。