Geoshape 约束求解引擎功能解析

产品定位

Geoshape约束求解引擎是深圳泊松软件技术有限公司自主研发的国产自主可控约束求解引擎,基于几何元素表达和约束条件实现高精度求解,为草图设计、零件建模、装配仿真等应用场景提供底层技术支撑。引擎以帮助设计者以交互式、可控的方式创建和添加物体间约束为核心理念,通过智能约束求解和实时响应能力,显著提升设计效率与建模精度,助力制造业数字化升级,使能各类CAx应用。

核心功能模块

2D草图设计

定义几何元素之间的关系,如平行、垂直、相切、等距离等,约束各图元的形状、大小与位置关系,确保几何元素之间的约束关系在编辑草图的过程中保持不变,最终得出满足设计意图的设计图。支持自动约束识别,导入模型后自动识别并添加符合容差条件的逻辑约束和尺寸约束,大大减少手动设置约束的工作量;支持实时反馈,在草图中移动、旋转或缩放几何元素时实时更新相关元素的位置和尺寸,帮助设计师即时看到修改效果;支持约束控制,帮助设计师判断几何约束是否会导致模型过约束,减少不必要的重叠和冲突。

3D草图设计

支持自由曲线曲面等各类复杂几何元素的表达,同时通过等曲线、曲面属性等多种约束,支撑设计师完成3D草图设计,可方便快捷地实现3D特征造型、3D管道线束设计。

3D零件建模

支持参数化设计,通过定义长度、宽度、高度等参数控制零件的形状和尺寸,调整参数即可快速修改零件,无需重新绘制整个模型;支持变量化设计,灵活定义自由变量、尺寸约束变量以及几何元素参数变量之间的关系,实现多约束条件协同。

3D零件装配

在装配设计中处理零件之间的装配约束关系,如配合、对齐、固定等,确保零件在装配过程中保持正确的位置和姿态,并避免出现干涉和冲突。3D模块提供三维尺寸约束和装配约束,帮助设计师在装配建模中进行精准的零件定位,确认零件间的空间配合关系,从而实现复杂产品的装配设计。

机构运动模拟

3D模块提供三维几何约束和运动副约束,帮助设计师在三维装配体中构建相邻零件间的空间配合关系,并支持通过调节配合参数实现装配体的运动仿真模拟。直接提供运动副约束,应用层可直接调用实现运动仿真模拟,较传统调用基础三维约束更为简单高效。

技术优势

高级约束,简化应用开发

直接提供运动副等高级约束,应用层可直接调用实现运动仿真模拟,简化应用开发流程,降低集成门槛。

多重算法,优化用户体验

基于最小恰定域思想,实现相似激励求解行为一致性,优先匹配更贴近用户意图的解决方案;将微分思想引入拖拽求解,实现拖拽过程连续可视可解、稳定不跳跃,优化用户体验;采用最小恰定域的拖动算法求解,更符合用户意图,支持变量描述与表达式方程。

并行计算,支撑高效求解

任务、求解器、引擎三层并行架构,支持同时处理多个计算任务,满足复杂计算需求,分布式求解动态扩容,充分释放硬件计算潜力;综合多种算法,提升大规模稀疏线性方程组求解速度,万级方程组在0.5秒内求解完成。

高精度求解能力

采用创新的Jacobian矩阵求导模式,求解结果线性精度达到10的负8次方量级,角度精度达到10的负11次方量级,全面覆盖工业软件建模的基本图元与约束类型,提供高精度、高性能、高匹配的求解能力。

应用场景

Geoshape约束求解引擎被广泛应用于草图轮廓表达、零件建模参数表达、装配约束等场景,为快速确定设计意图表达、检查干涉、模拟运动提供有力支持,已在CAD、CAM、CAE、CAPP、BIM等行业多家客户展开应用,支持Windows、Linux等操作系统,可提供云化部署方式及商业模式,满足协同设计需求。

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