基于Alias的自由曲面逆向造型设计

介绍了Alias逆向造型工具的特点和工作流程及其曲面造型技术.通过儿童安全座椅局部点云的反求设计,阐述运用Alias进行复杂曲面重建及造型的过程.通过曲面拓扑结构的合理划分,解决复杂曲面的重建很难用简单特征或特征曲线拟合的曲面来实现这一难题.研究表明,Alias直接建模的灵活性和高精确度,对于缩短产品开发周期、保证产品质量具有重大意义.     

逆向重建中B样条曲面过渡/微调精简方法

为提高逆向工程中点云数据精简与重构的精度和效率,改进B样条曲面拟合在曲率精简和曲面重构中的应用问题.对逆向工程中的3维扫描技术、3维设计、点云数据的精简及模型重构做了深入细致的应用研究.提出一种基于B样条曲面过渡/微调精简算法,将该研究应用于叶轮的逆向制造中,通过3维扫描获得曲面重构点云数据,将点云数据合理拼合封装与精简,进行曲面重建和3维再设计,同时分析产品的光顺性和精度,并利用快速成型机打印出产品模型样件.研究结果表明该方法既高效提高了曲面建模效率,又改善了逆向建模精度.      

复杂产品建模及综合寻优设计的自动化方法

针对复杂产品的设计需求,深入分析了复杂产品的建模过程.基于参数化建模和多学科优化思想,建立了复杂产品综合优化设计的理论框架.其中,设计结构树存储了复杂产品从整机直到零件级结构信息;基于数据库协调的多学科协同寻优策略可以得到复杂产品的综合优化解.阐述了基于面向对象技术开发的数据库功能体系,该体系既保证了设计结构树中有效数据的存储,也为多学科协同寻优定义了相关操作.在实践应用上,开发了水轮发电机综合优化设计软件平台,应用实例验证了理论和实际研究工作的有效性和可行性.     

基于特征的曲面模型重建方法

曲面重建就是根据曲面实物模型的点云，重建其几何和拓扑信息，并再现特征的过程，复杂曲面重建质量直接影响曲面产品的性能，影响后续设计分析和制造加工，为了提高重建曲面质量，满足产品对其光顺和精度要求，文章对曲面重建中的几何建模技术和光顺，连续性的束条件进行了系统地分析研究，对基于特征的曲面模型重建方法进行了探讨，最后结合摩托车车身覆盖件3D模型设计给出了应用实例。     

基于点云数据的不同曲面特征逆向建模方法研究

针对曲面重构过程中存在曲面建模难度大、曲面质量差、建模效率低等问题,以点云数据为研究对象,首先研究了点云数据的精简、曲线拟合、曲面拟合等算法和原理。其次,基于Geomagic Design X开发应用平台,针对不同曲面特征的三角面片,提出适合于条状类、回转类、平缓曲面类等不同曲面特征的快速逆向建模方法。从而提高了曲面建模质量、效率和精度,为产品开发设计提供较好的逆向建模思路。     

逆向技术在卷接机组国产化中的应用

逆向技术是根据已存在的产品或零件原型构造新的产品,并在构造过程中进行剖析、理解和改进,对已有设计进行二次设计.针对卷接机组成型曲面类零件的复杂性,运用逆向技术进行原理分析,成功地对烟枪及刮刀进行了再设计和加工,解决了多种卷接机组中异形曲面零件的国产化问题,并取得了良好的效果.     

集装箱起重机梯子平台智能布梯快速设计系统

应用面向对象的程序设计语言Visual C＋＋对三维参数化图形设计软件SolidWorks进行二次开发,将知识工程的思想与集装箱起重机梯子平台的设计相结合,开发出基于知识工程的集装箱起重机梯子平台智能快速设计系统（Intelligent and Rapid Design System for Stairs and Plats of Container Crane,IRDS-SPCC）.综合参数化设计、特征建模和软件集成等技术,将产品的特征和产品中凝聚的知识、经验和规则一体封装,提出了“自上而下”的智能布梯的设计思路,并建立内容丰富的实例库,实现了从集装箱起重机梯子平台总体设计到零部件设计与分析的数字化.该系统的研究可为集装箱起重机整机设计及其他大型复杂机械产品的设计提供可借鉴的经验.     

非均匀有理B样条理论在自由曲面造型中的应用

探讨了应用非均匀有理B样条(NURBS)的曲线曲面理论理论进行复杂曲线曲面造型的基本方法,给出一个在UG软件中运用该理论进行复杂曲面建模的实例.实践结果表明:应用NURBS技术将大大提高利用计算机设计复杂曲线曲面模型的精度和效率.     

Rhino建模软件在产品渐消曲面造型设计中应用研究

为了提高产品渐消曲面造型设计的效果,提出基于视觉表达和曲面融合的产品渐消曲面造型设计方法,基于Rhino建模软件进行产品渐消曲面造型设计的视觉传达设计,构建产品渐消曲面造型视觉表达模型,采用图像视觉成像方法进行产品渐消曲面造型设计过程中的图像融合和滤波处理,提取产品渐消曲面造型视觉图像的边缘轮廓特征量,采用模板分块匹配方法进行产品渐消曲面造型的分块模板匹配设计,建立产品渐消曲面造型视觉优化控制模型,结合分块融合匹配方法实现产品渐消曲面造型优化设计。在Rhino建模软件中进行产品渐消曲面造型设计的仿真实验,仿真结果表明,采用该方法进行产品渐消曲面造型设计的效果较好,视觉传达能力较强。     

逆向工程曲面重构中建摸策略的研究

通过对实际产品反求过程中曲面重构技术的研究,提出了基于曲面特征的曲面建模策略和基于截面线特征的曲面建模策略,并对其在CAD模型重建中的具体应用进行了分析,为逆向工程建模提供理论指导,以提高反求工作的效率。     

基于SolidWorks的机床夹具通用零件库的建立

介绍了基于SolidW orks软件设计平台建立机床夹具通用零件库的方法和关键技术.首先,建立通用零件库的结构;然后,根据机床夹具的设计特点,以SolidW orks软件为平台,利用SolidW orks软件提供的常规建模方法以及特殊功能,建立通用零件的三维实体模型.最后将所建立的模型存入相应的文件夹.该方法有利于提高夹具设计效率和质量,可以在机床夹具设计行业推广.     

基于SolidWorks 2016和Visual Basic 6.0的轴参数化建模

轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转的机械零件和传递扭矩。为提高轴的设计效率,实现轴的自动建模和更新,基于三维建模软件SolidWorks 2016和计算机编程语言Visual Basic 6.0,根据轴的形状,对光轴、阶梯轴和曲轴参数化建模方法分别进行研究。结果表明:通过开发的程序,能直接修改各类型轴的三维模型数据,定制出新的轴的三维模型,提高了各类型轴的设计效率。     

非规则曲面的离散元法分析模型建模软件

在采用离散元法分析机械部件与颗粒材料接触作用时,需要建立机械部件（边界）的离散元法分析模型。分析可知,机械部件中与颗粒材料接触作用的零件表面,存在不能用初等解析函数表达的非规则曲面。为此,采用推进波前法（AFT：Advancing Front Technique）进行非规则曲面网格划分,把非规则曲面离散成三角形平面片的组合,同时添加运动属
性和材料特性参数,由此建立非规则曲面边界的离散元法分析模型。在对PRO/E软件进行二次开发的基础上,研制了非规则曲面边界建模软件。通过实例验证,初步证明了基于AFT边界建模方法和软件的可行性,为复杂结构机械部件工作过程的仿真分析奠定了基础。     

基于ICT切片图像数字化分析的反求建模方法

目的 建立复杂结构产品零件的反求建模方法。方法借助非接触测量设备获取产品零件的尺寸数据或图像，并通过分析计算和CAD软件等辅助工具，建立产品的几何模型。结果将新一代三维工业CT作为测量手段，对产品实物的切片图像进行数字化分析、图像边界提取和二维轮廓数据读取，并对生成的产品数字模型进行了误差分析。得到反求建模技术和三维产品数学模型。结论所得技术适合于小型、复杂和不可拆卸产品零件的设计和再设计工作；所得模型为产品进入再设计阶段奠定基础；应依据产品的结构特点和设计精度确定ICT切片采样分辨率。     

采煤机可靠性有限元分析

针对大同矿区的“煤层硬,顶板硬”,6m以上的特厚煤层储量丰富的特点,设计研制了大采高电牵引滚筒采煤机,为验证该采煤机的安全性和可靠性,采用虚拟样机技术对其关键零部件和整机进行三维建模,并对其进行有限元分析,分析结果表明该采煤机结构合理,工作稳定可靠,为大采高采煤机结构的设计提供了理论依据     

汽车覆盖件微机测量及曲面造型的研究

以微机为平台,使用通用的传感器及普通数控机床对汽车覆盖件等零件进行实物采样,获取空间三维坐标点集,对数据进行数字滤波、线性化及光顺处理,清除随机误差、系统误差,保证造型精度。采用Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司的造型软件ＭＤＴ及自编程序在计算机中生成实物模型。这对ＣＡＤ技术在企业中的运用具有重要意义,促进了微机ＣＡＤ／ＣＡＭ系统在国内的推广应用。     

基于有限元技术的工业机器人本体刚度优化设计

采用有限元分析技术,对工业机器人整机进行有限元建模;基于有限元模型对整机和各零部件进行刚度贡献度分析,将分析结果和现有评价标准进行对比,识别待优化零部件;对待优化零部件采用结构拓扑优化技术进行优化,最终得出刚度合理的零部件及整机设计方案。通过对比优化前后的整机刚度综合系数和质量参数,可知本文所述方法能够在机器人设计阶段有效优化工业机器人的整机刚度和整体质量,使得机器人刚度设计更为合理。     

多因素耦合飞行情形的复杂系统建模与仿真方法

针对多因素耦合飞行情形动态复杂性强、易诱发"不可逆"灾难性事故等特点,首先分析了不利因素对飞行安全的影响,并对不利因素耦合类型进行归类,然后建立了以飞机六自由度全量仿真模型和驾驶员操纵模型为基础的人-机系统模型;重点研究了特殊情况下驾驶员的失误模型,建立了驾驶员滞后失误时间和反操纵失误的定量模型、自动驾驶仪可靠性模型、传感器故障通用模型和过载传感器故障模型。最后,以GJB 626A-2006中的"自动驾驶仪低限高度自动拉起"风险科目为例,对人-机不利因素双耦合和机-机不利因素双耦合2种情形进行了仿真分析,结果验证了该方法的可行性和有效性。     

小型壳体零件模型的生成系统

随着数控机床的广泛应用,小型壳体的型腔在数控机床上的加工应用越来越广泛。针对这一企业需求,主要介绍了用Visual Basic 6.0调用SolidWorks为其提供的API(应用程序接口)功能进行针对小型壳体零件的二次开发。在对壳体零件模型库的自动建模原理和关键技术详细研究的基础上,开发了基于SolidWorks的采用自动设计与人机交互设计相结合的壳体零件快速设计原型系统。利用特征参数,实现了在SolidWorks界面下自动建立小型壳体模型系统的技术,并且以菱形型腔壳体为例,对开发技术的关键部分进行了详细地论述。     

面向机械产品可视优化设计的参数化建模

创建三维模型的速度直接影响可视优化设计方法的研究效率.参数化建模技术可以通过参数驱动来快速实现模型的创建,因而可以很好地服务于可视优化设计.研究了面向机械产品可视优化设计的参数化建模方法,分析了参数化建模与可视优化设计的关系,提出了创建参数化建模系统一般流程,包括确定功能模块、参数分析、零件的参数化建模和自动装配等关键步骤.最后,以3-TPT并联运动机床为研究对象,利用VB软件在SolidWorks平台下,开发了面向可视优化设计的参数化建模系统,证明了所提方法的有效性.