基于截面特征约束的涡轮叶片重构技术

为了解决涡轮叶片在其产品改型、气动优化、叶片修复等实际工程问题需要建立实物数字化模型的问题,采用截面特征技术与二维草图约束功能相结合应用于模型重构。针对涡轮叶片几何特征和气动设计要求,将涡轮叶片点云切片截面曲线分层表达为曲线元并分段进行差值拟合,基于二维草图约束技术对截面曲线进行几何特征约束,构造出满足约束条件与数据点逼近的最优曲线并放样生成曲面。结果表明,基于截面特征的反求工程技术与二维草图曲线约束优化技术相结合,可以快速、准确构造出复杂曲面,提高了逆向建模的效率,为快速重构模型提供了一种方法。     

具有复杂轮廓特征的实体模型重建方法

基于特征的模型重建是结构类零件实体模型重建的一种重要方法。借鉴正向设计的思想，提出了通过创建截面轮廓线来重建一类具有复杂轮廓特征的方法：首先选取合适的轮廓截面并得到截面轮廓数据点，然后排序轮廓数据点、识别轮廓线型、拟合分段曲线以及提取约束关系，进而实现截面轮廓的约束拟舍，从而得到满足有效约束的截面轮廓线；将截面轮廓线以某种扫掠方式形成实体特征，根据特征之间的依赖关系，运用实体布尔操作将各实体特征“组合”为实体模型。重点研究并实现了其中的关键技术——基于约束的截面轮廓重建方法，并用实例验证了方法的有效性和稳定性。     

SolidWorks绘制任意一元曲线的二次开发

叙述了在SolidWorks草图中绘制复杂曲线轮廓的思想与方法,以SolidWorks为二次开发平台,VBA为开发工具,运用SolidWorks API技术,实现了在SolidWorks中方便精确的绘制任意一元曲线轮廓的功能,并以弧形部为抛物线的弹丸为例,演示了该曲线绘制方法在工程中的应用.     

逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

基于SolidWorks的工程视图智能生成技术与应用

针对设计人员在使用SolidWorks进行机械产品设计过程中,二维工程图投图工作比较繁琐的现象,采用SolidWorks提供的API接口,以及图形变换中齐次变换原理,借助三维模型与二维工程图之间的联系,研究实现了基于SolidWorks二维工程视图的智能生成方法,该方法使产品研发人员的工作压力减轻,设计周期缩短,设计成本降低,并且避免了人为错误产生,保证产品质量,使产品更具竞争力。     

空间凸轮机构轮廓建模方法研究与实现

将空间凸轮的圆柱(或圆锥)面展开,按平面凸轮轮廓曲线的设计方法求得展开轮廓曲线坐标,获得二维的凸轮轮廓曲线.基于SolidWorks中的包覆特征,以平面轮廓曲线为草图准确地将曲线包覆还原在圆柱(或圆锥)面上,以此建立空间凸轮机构的三维模型.以直动从动件摆动运动规律的圆柱凸轮机构为例说明建模的实现过程.     

基于UG参数化设计的数控车削编程

为解决相似零件及产品的重复建模和编程问题,将参数化引入整个UG建模及编程过程.运用基于约束的参数化和变量化建模方法,在草图中不仅建立零件截面曲线,同时也在草图中引入毛坯曲线及程序刀具的进、退刀点,通过尺寸约束和几何约束,保持各曲线、点之间拓扑关系,通过改变图形尺寸,实现产品系列化设计.同时在参数化设计的基础上建立零件CAM标准程序模板,尺寸驱动零件模型更新后,在CAM模板中,重新运行已有程序段,使得程序刀具轨迹根据图形变化而跟随生成新的刀具轨迹,然后仿真并生成另一产品零件的数控程序.     

基于UG的宝马敞蓬车车身造型

提出了基于二维外形几何特征的宝马敞蓬轿车车身三维造型设计方法。利用UG软件中的插入模块获取车身的几何特征关键曲线,结合产品外形情况,进行三维建模和模型渲染,最后完成宝马敞蓬概念车的造型设计。该方法简化了设计过程,缩短了产品开发周期。     

SolidWorks特征造型中草图的规划与设计

本文主要介绍了在使用SolidWorks创建零件模型时草图的重要性,草图的构成要素及其分类、草图绘制的基本原则、草图绘制技巧及应注意的几个问题。重点介绍了草图基准面的选择、草图的绘制方法、草图中添加几何关系约束和尺寸约束,以满足由零件模型生成的工程图在视图投影和尺寸标注等方面符合机械制图的要求。     

草图与特征双向关联方法的研究及实现

变量化草图与特征双向关联是特征造型系统中关键问题之一。文中提出了一套以投影参考几何为核心,基于约束求解并依靠特征标识的二维草图与三维特征双向关联方法。利用投影参考几何,重点解决了草图定位问题,以及由此引起的草图更新问题。该方法在基于ACIS开发的系统FeatureMaker中实现了投影参考几何的创建、约束求解、更新,实现了草图与特征的双向关联。经过系统初步验证,方法可行有效。     

一种基于NURBS曲线插值技术的CAE优化方法

提出了一种基于NURBS曲线插值技术的CAE优化方法。采用该方法对具有曲面形状的变截面梁结构建立了优化设计模型，介绍了该方法在CAE中的优化过程。在通用有限元软件中采用参数化设计语言APDL编制程序实现了目标函数的优化，并通过实例计算验证了该方法的正确性。     

基于B—spline曲线的非圆齿轮节曲线设计

重点探讨一种利用B-spline曲线合成非圆齿轮节曲线的设计方法。通过实例说明利用开放均匀分布B-spline合成非圆齿轮节曲线的方法,并通过对控制点位置向量值的设定从而改变节曲线形状。     

一种凸轮曲线调制处理及粒子群优化方法

将调制的原理运用于原有的凸轮曲线设计中,用调制信号调节和控制凸轮曲线形状,以凸轮曲线特征值为优化目标,建立了对调制处理后的凸轮曲线进行多目标优化的数学模型,并阐述了用粒子群优化（PSO）技术进行求解的过程,从而得到了一种对原有的凸轮曲线进行调制处理及粒子群优化的新方法。以改进正弦凸轮曲线为例,对该调制和优化方法进行了验证。优化实例表明,该方法可以调节凸轮曲线形状,改善凸轮曲线的动力学特性,获得综合特性更好的凸轮曲线。     

基于等距线的叶片截面中弧线计算方法

提出一种基于等距线的叶片截面中弧线提取方法。区别于以往的离散搜索方法，该方法将中弧线提取问题转化为求等距线自交点问题，并提出了相应的逐层细分求交算法和确定其它重要几何参数的方法。与离散搜索的方法相比，这种基于连续模型的方法可以较高的精度提取出中弧线，降低了算法复杂度。     

先验概率与曲线概率阈值分割相结合的消噪方法

针对二维激光扫描仪获取的原始点云数据存在噪声点而影响测量精度的问题,提出了基于先验概率算法与曲线概率阈值分割的点云数据消噪方法。以异形截面环形件为实验对象,运用该消噪方法对原始数据进行处理,分别采用原始数据和消噪数据计算了环件台阶轴的高度,并将其与环件的真实值进行了对比。对比结果表明,消噪后数据的计算值更接近环件的真实值,从而验证该算法能有效提高测量精度。     

流形网格曲面上测地B样条插值

针对现有曲面上自由曲线设计方法的不足,提出一种插值于流形网格曲面上给定点列的测地B样条曲线生成方法。用流形网格曲面上两点间的最短测地线代替欧氏空间中的两点间直线,将欧氏空间中的德布尔算法拓展到曲面空间,得到流形网格曲面上的测地B样条表示形式。对于给定的约束于网格曲面上的点列,基于欧氏空间中的B样条插值理论,反算出其控制顶点,将这些控制顶点投影到网格曲面上,作为待求曲线的初始控制顶点,生成初始的测地B样条曲线。为使曲线尽可能逼近于型值点,提出反向误差补偿策略,通过简单迭代求取约束于网格曲面上的控制顶点。根据曲线的凸包性,将曲线所在测地凸包区域与整体网格曲面虚拟分割,使插值测地B样条曲线的计算量仅与曲线所在测地凸包区域内的网格顶点数有关,而与整体网格大小无关,从而大大减少计算量。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

数控修整成型砂轮的近似双圆弧插补法

采用一种新的曲线处理方法———近似双圆弧插补法对磨削回转曲面沟槽的成型砂轮截面进行曲线光顺处理 ,简化了计算过程 ,解决了三轴联动数控砂轮修整器后处理数控程序的设计问题。     

求点到空间参数曲线最小距离的几种算法

建立了点到空间参数曲线最小距离的数学模型,提出了计算点到空间参数曲线最小距离的三种算法,即基于几何特征的快速迭代法、基于最优化方法的黄金分割法与二次迭代法的组合法以及格点法,分析比较了这三种算法的特点和适用范围,编制了相应的计算机程序,实现了求点到复杂曲线的最小距离,并对三种算法的计算精度和运行时间作了比较。大量算例验证了算法的有效性,其计算精确度高,非常适用于曲面、曲线的匹配计算和三坐标测量机的点相关数据处理,在工程上具有一定的实用价值。     

基于抛物线型截面曲线接触点实际齿廓的根切研究

摆线盘是摆线钢球减速器减速机构的重要组成部分,槽深相同情况下采用V型截面曲线效果优于圆弧截面曲线,本文在V型截面曲线基础上提出了抛物线型截面曲线。研究表明钢球拟合深度相同时,抛物线型截面,开口更小、槽深更浅,在减少摆线盘根切的同时减少切除量,增加摆线盘的整体强度和稳定性。提出通过改变抛物线截面曲线方程,改变钢球与摆线盘的接触点,从而实现避免接触点被根切的设计方法,并通过实例验证该方法的有效性。     

LY10的超声疲劳性能研究

应用超声疲劳试验技术研究了LY10铝合金在超声振动载荷 (f =2 0kHz ,R=- 1)下的疲劳性能。并应用不同尺寸试样进行实验对比 ,发现试样在一定尺寸范围内 ,尺寸的改变不会引起疲劳破坏的总循环次数的变化。应力 寿命 (S N)曲线显示 ,在 10 6～ 10 9周次之间 ,曲线仍有下降趋势 ,而未呈现水平渐进线。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现 ,疲劳破坏主要源于试样表面 ,铝合金对表面状态十分敏感。