在产品零件的设计、分析、工艺过程中,变型设计是实现快速设计的一种主要方法。变型设计的实质是重用已存在的成熟模型,对模型局部或整体进行调整和修改,生成新的模型的技术。本文依据基础模型参数化思想,提出了基于事物特性表的零件族和产品族设计、分析、工艺建模与变型设计的方法,规划实现流程,阐述变型设计原理及关键技术,以金属软管产品零件作为研究对象,开发了CAD/CAE/CAPP集成原型系统。本文主要研究工作如下:(1)构建了金属软管CAD/CAE/CAPP集成系统的体系结构,规划了系统工作流程和数据流向,阐明了系统实现的关键技术。(2)研究了零件族和产品族技术,定义了零件族和产品族概念,对产品零件进行分类编码管理信息,并描述其数据结构。提出了基础模型概念,在此基础上建立几何基础模型,并阐述了支持变型设计的设计事物特性表建模技术。研究了基于设计事物特性表的零件族和产品族几何模型的变型设计方法,阐述几何模型变型设计原理,规划实现过程以及数据关系流向,实现基于设计事物特性表的几何模型快速变型设计。(3)研究了基于事物特性表的分析建模与变型设计方法。阐述基于事物特性表的分析建模流程,从数据结构方面介绍了建立CAD/CAE集成的有限元基础模型和分析报告文档基础模型的方法,并与基础模型产生联系的事物特性表建模的方法。阐述基于设计事物特性表和分析事物特性表的分析变型设计的原理,规划实现过程以及数据关系流向,实现基于设计事物特性表和分析事物特性表的分析报告文档快速变型设计。(4)研究了基于事物特性表的工艺建模与变型设计方法。从数据结构方面介绍了建立工艺卡片基础模型的方法,提出依据设计事物特性表建立CAD/CAPP集成的工艺事物特性表的方法。阐述基于工艺事物特性表的产品族工艺变型设计的原理,规划实现过程以及数据关系流向,实现基于工艺事物特性表的工艺卡片快速变型设计。(5)开发了金属软管CAD/CAE/CAPP集成系统的原型系统,描述了系统具有的功能模块,并运用实例验证了系统中所涉及的方法和关键技术。