基于多分辨率模型的三角曲面特征线辨识技术

由于特征线在反求工程 CAD建模中具有非常重要的作用 ,因此利用图形图象处理中的多分辨率模型概念 ,通过研究三角曲面模型的特征线 ,提出了一种三角曲面特征线的计算方法 .将计算得到的初始特征线通过编辑、修改等手段进行处理 ,得到清晰的特征线 ,并将其作为进一步划分重构 B样条曲面边界的依据和参考 ,从而为实现基于三角曲面模型的 B样条曲面重构奠定了基础 .实验结果证明 ,该算法能够在三角曲面上提取出令人满意的特征线 ,并据此重构出拓扑划分合理的 B样条曲面 .     

基于逆向工程的手柄模型设计

逆向工程是数字化产品开发方法的重要手段。本文利用逆向工程技术针对操作手柄曲面进行几何逆向反求设计,利用三维坐标测量仪准确、快速地测量出工件的轮廓坐标,通过Pro/E软件自带的独立几何逆向造型方法获取零件模型各个面的轮廓点云数据,再通将各个面的轮廓点云数据修补整合进行曲面重构,并对重构的曲面进行分析和优化,最终生成零件曲面模型。     

复杂曲面造型原理及其工程应用

复杂曲面的逆向造型是曲面造型的核心。针对目前CAD／CAM系统存在复杂曲面造型方面的不足,开发了数据预处理程序,对测量得到的实体数据进行平滑滤波处理,消除由此带来的噪声影响,再利用预处理后的数据实现从型值点到控制点的反算以及B样条曲面的重构。结合Pro／E软件,较好的实现了复杂曲面的实体造型,从而为后续的数控加工打下了基础。     

基于双目立体视觉技术的曲面重构

以电风扇扇叶立体图像对为基础,辅以双目立体视觉的数据测量方法和曲面重构技术,重建扇叶曲面模型。根据图像对与双目CCD之间的相互关系建立一个成像模型,得到扇叶表面特征点的三维坐标,利用Pro／E建立扇叶的曲面模型。实验证明,这一方法具有精度高和速度快等特点,能有效地实现速度和逼真度的兼顾,特别是对于大曲率的三雏建模更能显示其优越性。     

带边界约束的B样条曲面逼近

为了得到全局G^1连续的曲面模型，给出了带有边界约束的散乱数据点B样条曲面最小二乘逼近重构方法，并以四边界位置约束和四边界跨界切矢约束情况为例，进行了详细讨论．实验表明，文中给出的方法可以使曲面模型达到近似G^1连续，其精度完全可以满足实际工程需要。     

推广Dirichlet 方法用于B 样条极小曲面设计

为弥补当前NURBS系统无法有效设计工程所急需的B样条极小曲面的缺陷,将构造Bézier极小曲面的Dirichlet方法成功地推广到了B样条极小曲面设计.提出了插值控制网格边界的B样条曲面模型,运用B样条基函数的求导公式及求值割角算法,将计算极小曲面内部控制顶点的问题转化为一个线性方程组的求解,从而避免了强非线性问题所导致的困惑,极大地提高了运算效率.最后,用大量实例对理论和算法进行了验证.     

基于B样条整体最小二乘的非线性多功能传感器信号重构方法

提出一种基于B样条整体最小二乘(Total least squares,TLS)的非线性多功能传感器信号重构新方法.该方法利用B样条基函数直接构建描述多功能传感器传递函数反函数的张量积B样条曲面;采用TLS求解超定方程组以获得稳定的控制系数估计.以二输入二输出多功能传感器模型为实验对象,在两种非线性情况下对多功能传感器的输入信号进行了重构,重构相对误差分别为0.162％和1.043％,并与常用重构方法进行了对比分析.理论和实验表明,B样条TLS重构方法对非线性多功能传感器传递函数的反函数具有良好的逼近性能,在信号重构中表现出较好的有效性.     

基于三角Bézier曲面的粗加工数控编程

在反求工程设计中,采用三角Bézier曲面对散乱点数据进行曲面重构有许多优点.文中探讨了适合曲面及型腔加工的、基于三角Bézier曲面模型的粗加工数控编程技术;提出了多种粗加工毛坯的定义方法,针对不同毛坯提出具有特色的变切深均匀厚度分层及等切深曲面跟踪分层等粗加工方案,解决了刀具轨迹的规划与计算,使之达到实用要求.推动了三角Bézier曲面模型在工程制造领域中的应用.     

曲率线驱动的B样条曲面交互编辑

为了使曲面的曲率线分布更加整齐,以用户绘制的曲线作为目标曲率线优化曲面的形状,提出一种曲率线驱动的交互式B样条曲面形状编辑方法.首先通过绘制生成用户期望的曲率线走向;然后以用户期望的曲率线走向作为曲面形状修改的目标;最后通过优化极小化目标函数实现对曲面形状的编辑.通过几个B样条曲面模型,展示了该方法的有效性.     

电视机屏幕高次方程曲面的精确绘制

在进行产品设计时,经常要用到曲线、曲面的绘制。高次方程表达的曲面如Z=f (x, y)对于三维绘图软件往往难于实现。介绍了一种快速、精确地绘制高次方程曲面的方法,即使用数学软件MATLAB来进行点阵数据的计算,然后将点阵数据保存到记事本当中,并转化为Pro/E可以接受的*.ibl形式,在Pro/E中生成曲面并进行曲面的优化,从而拓宽了Pro/E软件在曲面设计中的应用。     

基于Imageware的虹吸式坐便器的逆向设计

利用Imageware、Surfacer和Pro/E软件,对由三维激光扫描仪得到的虹吸式坐便器的三维数据点群进行了逆向设计,提出了一种基于线框模型直接在Pro/E软件中进行曲面和实体造型的方法,并用快速成型机把样件加工出来。该结果对坐便器的数字化制造及其冲水性能的研究有实际意义。     

基于Pro/E的止痛泵凸轮结构设计

止痛泵在临床治疗中得到越来越多的应用。本文首先在Pro/E环境下,根据凸轮从动件的运动规律,建立止痛泵结构中凸轮的廓线,从而完成凸轮的三维实体设计。利用Pro/E强大的造型功能,获得了合理的设计模型,同时还得到了凸轮的精确外形,为后续的分析及加工提供了便利条件。若需设计从动件运动规律不同的凸轮,只需更改运动规律,生成不同的运动规律简图,就可以改变凸轮的设计模型,这种方法操作简单,对各种结构的设计具有良好的借鉴作用。     

基于Pro／E的产品模型管理及重用性设计

提出一种合理有效利用Pro／E的二次开发方法,以工程中常用的齿轮、轴承、弹簧等标准件和常用件为例,创建内嵌于Pro／E、便于进行人机交互的产品模型管理及零部件重用的设计系统,为产品的快速设计与CAD集成提供有效技术支持。该方法已应用到实际产品研发中,取得了较好的效果。     

基于MFC的Pro/E标准件库的研究与开发

三维标准零件库的建立对提高企业的设计效率和质量具有重要的意义。通过对标准件库的自动检索和参数化仿真设计,生成设计人员所希望的三维模型。该文分析了对三维辅助设计软件Pro／E进行二次开发的各种方案,着重研究了基于MFC的Pro／TOOLKIT开发技术,探讨并解决了MFC应用程序集成、数据库建立、ODBC数据库访问技术、参数化仿真设计技术以及Pro／E菜单定制等关键问题。开发实例给出了用可视化编程语言VC＋＋进行二次开发,设计并实现了一个实用的Pro／E三维标准零件库系统。     

基于Pro／E的机械产品设计

基于Pro／E特征建模、参数化、全数据相关的特点,不仅能实现零部件的参数化实体建模,也可以方便地建立从三维模型到二维工程图的转换,有效地缩短设计时间,提高设计效率与质量。通过对Pro／E特点的讨论,结合台式钻床产品设计实例,论述了Pro／E在机械产品设计中的应用。     

内燃机曲柄连杆机构的建模与仿真研究

对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是内燃机产品设计过程中的重要组成部分.文章根据机械系统动态仿真技术的相关理论,介绍了一种基于Pro/E和Matlab工程软件的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析方法.文章首先结合某内燃机曲柄连杆机构模型实例,利用Pro/E软件的三维实体建模功能建立了该机构的实体模型,然后利用Pro/E提供的Mechanism模块进行了曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞、连杆大头轴承等主要运动部件的运动规律及受力情况.最后,结合Mechanism模块得到的分析结果,利用Matlab软件对各主轴承负荷状况进行了数值模拟分析.对仿真结果的分析表明,仿真结果与内燃机的实际工作状况基本一致.文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种简便有效的新思路.     

榴弹交互式结构参数化仿真设计的研究

详细介绍了基于约束关系的参数化设计技术及Pro/E二次开发技术,使用Visual C 6.0及Pro/Toolkit开发工具.对Pro/E进行二次开发,研究开发了交互式榴弹结构参数化仿真设计系统.该系统通过对各种实践经验资料及同类型弹丸结构分析的基础上,在Pro/E下建立标准榴弹模型库,并提取驱动参数、建立驱动参数约束方程.使用户即榴弹设计者在Pro/E环境下通过修改主要设计参数及局部设计参数,得到系列弹丸或新型弹丸,使其更能满足某一方面的战术技术要求,为研制榴弹快速化制造系统奠定了基础.     

直齿圆柱齿轮模态的有限元法分析

利用三维设计软件Pro/E建立直齿圆柱齿轮力学模型,通过Pro/E与ANSYS的接口将模型导入到ANSYS中进行齿轮的模态分析。通过ANSYS 求解得到直齿圆柱齿轮的固有频率和对应的模态振型。模态分析的结果为齿轮的设计和改进提供了新技术并提供了参考依据。     

分布式实时协同设计环境的研究

计算机支持的协同设计是适应分布式产品开发的设计方式。实时协同设计是协同设计的难点问题。文章提出了分布式实时协同设计环境的框架,研究了模型共享、协同设计agent、并发控制机制等关键技术,提出了基于Pro/E的实时协同设计环境的实现方法。