三维建模技术及生成工程图的研究

通过实例介绍了AutoCAD的三维技术、利用形体分析和布尔运算构建三维模型的方法以及由三维模型生成二维工程图的方法和技巧，这对工程设计与制造都有较大的研究和实际意义。     

连续驱动摩擦焊接过程的三维与二维数值模拟对比分析

建立了连续驱动摩擦焊接过程的三维和二维刚塑性热力耦合模型.在三维模型中考虑了摩擦面上环向摩擦力对摩擦焊接过程的影响.计算了GH4169合金棒材连续驱动摩擦焊接过程的温度场、应力场及变形场.将三维模型计算结果和二维轴对称模型的计算结果及试验结果进行综合对比分析.研究发现,三维模型和二维轴对称模型的温度场计算结果相差不大,并且都和试验结果吻合得很好;但与二维轴对称模型相比,三维模型由于考虑了环向摩擦力,其等效应力计算值更大,也更合理,其飞边形状和轴向缩短量的计算结果更接近试验结果.三维模型能更好地模拟摩擦焊接过程.     

基于表面扩散机制金属纤维烧结的二维模型和三维重构

根据金属纤维烧结结点在不同方向是椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为30°的两根金属纤维烧结的二维模拟和三维重构结果与实验结果相符,这说明本文的二维模型和三维重构方法是正确的。另外,数值模拟结果表明：从两根金属纤维的钝角平分线方向到锐角平分线方向,烧结颈的生长速率增大。     

基于表面扩散机制金属纤维烧结的二维模型和三维重构（英文）

根据金属纤维烧结结点在不同方向的椭圆-椭圆结构,基于传统的表面扩散数学模型,建立了椭圆-椭圆模型。用水平集方法对模型进行数值求解,实现了金属纤维的二维模拟。此外,提出了三维重构方法描述烧结金属纤维复杂的三维几何结构。夹角为30°的2根金属纤维烧结的二维模拟和三维重构结果与实验结果相符,这说明本研究的二维模型和三维重构方法是正确的。另外,数值模拟结果表明:从2根金属纤维的钝角平分线方向到锐角平分线方向,烧结颈的生长速率增大。     

铜合金带材轧制模拟过程中几种模型的比较研究

通过采用二维刚性辊模型、二维弹性辊模型和三维刚性辊模型三种模型,对QSn6.5-0.1带材从粗轧、中轧到精轧全过程的模拟计算,模拟实验表明三种模型模拟计算的结果与实测值的误差都在10%以内;其中,二维弹性辊模型模拟计算的精度稍高于二维刚性辊模型和三维刚性辊模型,但是计算时间比较长;而二维刚性辊模型在模拟精度相差不大的情况下,所需的计算时间较少.综合考虑,在后续的模拟过程中,选取的模型建议采用二维刚性模型.     

一种新型5轴执行机构末端定位算法

针对一种5轴执行机构末端建立二维、三维的定位模型,使之定位到给定目标点处。采用向量积方法确定关节实际旋转角度的取值范围。二维模型中,分别旋转大臂、小臂和腕部关节点,进行二维平面定位;三维模型中,分别旋转腰部、大臂、小臂和腕部关节点,进行三维空间定位。逆运动学求解时,对大臂俯仰角度进行迭代,解出所有的有效解,并用正运动学分析方法对所有解进行验算。按照执行机构运行效率最高原则,从所有有效解中计算最优解。最后,给出二维模型和三维模型最优解的各关节点运动轨迹、各关节点角度-时间关系曲线。仿真结果表明:定位精度在毫米级,能够满足定位需求。     

基于二维高密度电阻率数据的二、三维反演对比(英文)

目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是将地质结构体视为二度体进行二维处理,因而二维数据资料处理结果只是一种近似解释,其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求。设计两种典型的电阻率异常地质体模型,利用有限单元法进行正演计算。为更真实地模拟实测数据并分析二维、三维反演算法对噪声的敏感度,在正演剖面中加入1%的高斯随机误差,然后再分别利用最小二乘法进行高密度电阻率法二维、三维反演。对比二维和三维高密度电阻率法的反演水平切片及垂直切片图可知,三维反演受高斯随机误差的影响更小,反演结果在模型异常位置、形态和电阻率特性反映上都比二维反演的效果更好,与实际地质模型更接近。     

注射模关联式装配图自动创建技术研究

注射模在设计过程中经常需要进行设计变更,很容易造成二维与三维设计不一致的情况,为模具设计和加工带来诸多不便,针对这一问题,基于UG NX平台,提出了一种保持二维与三维设计同步更新的方法,利用属性关联技术记录三维设计中各零件相关信息,保证二维与三维设计的信息统一,同时通过UDO技术建立了三维与二维设计中各元素的关联机制,使得三维的更改能触发二维的自动更新,提高了CAD系统的自动化程度,为注射模设计提供了便利。     

一种基于二维草图的三维CAD模型检索方法

提出一种基于二维草图的三维CAD模型检索方法,通过比较三视图草图和CAD模型三视图来实现模型的检索.首先提取模型库中CAD模型的三视投影图,然后利用联合描述子方法对用户绘制提交的二维三视图草图和CAD模型的三视投影图进行相似性评价,实现模型的检索.实验结果表明,文中方法具有较好的检索性能,检索结果能更好地反映用户的检索意图.     

基于SolidWorks的空间角度求解方法的探讨与应用

分析了二维设计方法中传统空间角度求解方法的弊端,尝试利用三维造型软件中的几何约束、基准面等基本理论和测量功能,并结合空间角度的定义方法,讨论了在三维空间中求解空间角度问题的方法。针对机械加工中一些常见的空间角度问题,探讨了在SolidW orks中通过三维造型求解空间角度的方法,该方法简单直观,提高了计算效率及精度。     

三维建模技术与工程制图

对工程制图和三维建模技术的地位和作用进行了对比,指出了平面工程图样在制造过程中的应用将逐渐被三维模型所代替,但正投影法的基本思想仍将是进行三维建模的基础.     

基于视觉技术的三维曲面非接触无损检测方法

不规则自由曲面在机械工程中有着广泛的应用,对其进行三维无损检测是近年来国内外研究的热点问题之一,传统的接触式测量方法由于采用接触式测头,所以极易损坏待测表面,且难以测量弹性实体,测量效量差。提出了一种基于主动双目视觉传感技术的三维曲面非接触无损检测方法,通过向待测曲面投影特定结构光并接收反馈信息实现曲面三维坐标的快速高效检测。这种方法无须接触式测头,仪器小巧,测量仪器与被测件间无测量力,因而易于实现现场无损检测。分析了基于该方法的数学模型,并给出了计算机仿真实验结果。仿真实验证明,该方法能够实现三维曲面的高精度现场检测。     

红外热像检测的3D建模与1D建模的对比

3D模型常被简化为1D模型用于理论分析和定量评价缺陷.为了评估这种模型简化引入的误差,使用有限元法对两种3D模型及其简化后的1D模型进行仿真对比,得出以下结论:当其它条件相同时,不计材料导热的各向异性,热扩散率越高的材料中横向导热越明显,由三维模型简化为一维模型所带来的误差越大.通过对GFRP/NOMEX蜂窝样件进行试...     

GEOMETRIC MODEL AND APPLIED METHOD FOR THE CALCULATION OF GRAIN SIZE DISTRIBUTIONS

Most of the available methods for the calculation of the three dimensional(3D)grain size dis-tribution functions(SDF)are based on the S model and lead a grave systematical error.Theorigin is the basic supposition of spherical grains in the S model,which does not correspondwith the feature of real grains.A new model called A model is developed based on the hypothe-sis of polvhedral grains.The probability functions of the A model and the method to calculatethe 3D SDFs using the A model are given in the present paper.The theoretical analyses andexperimental tests have demonstrated that the A model reduces the systematical error radical-ly.It is nearly as simple as the so far used S model,but gives much better results in repro-ducing of 3D SDFs from the measured ID or 2D SDFs.     

FDM多喷头3D打印机结构设计及运动研究

为实现FDM(熔融沉积成型法)多喷头3D打印多材料、多颜色增量制造,在完成多喷头3D打印机结构设计的基础上,通过分析单喷头3D打印机成型运动模式,研究多头3D打印机各运动部件成型轨迹及运动特征。并据此确定其控制方式、控制对象及控制流程,设计基于开放式分层软件+多轴联动控制通信的控制系统。最后,利用三维设计软件构建了彩色三维数据模型并对其成型过程实施仿真。经验证,该多喷头3D打印机可实现多彩色三维模型制作。     

用VBA编程生成螺纹三维实体模型

阐述了在AutoCAD中用VBA编写的，造型螺纹三维实体模型的程序的理论依据和算法。介绍了该程序的使用方法，列出了程序框图和重要部分的程序清单。     

三维非线性有限元在热处理炉CAD中的应用研究

提出了一个描述热处理炉三维瞬态非线性温度场的有限元模型，该模型综合考虑了辐射，处理热物性参数的边界条件等复杂因素，根据此模型，使用大型非线性有限元软件MARC，对72kW井式渗氮炉温度场进行模拟计算，模拟结果与实测结果吻合较好，由此提供了一种良好的热处理炉虚拟生产手段，可以作为知识热处理CAD的核心技术之一。     

反求工程的产品几何建模技术研究

分析了目前在反求工程产品几何建模中广泛应用的曲面模型的局限性，指出反求工程为实现创新功能必须采用产品特征模型，提出了基于实体造型的特征建模方法。这种方法可以避免曲面模型的缺陷，拓宽反求工程的应用范围，是实现三维重构的新方法。探讨了有关的理论和关键技术。     

Computer model for the characterisation of the size distribution of spheroidal graphite in ductile cast iron

A computer model was developed to establish the relationship between the two-dimensional (2D) and the three-dimensional (3D) parameters, specifically the number of particles and particle size distribution. The computer experiments were performed for both monodispersed and lognormally polydispersed systems. The model was based on a random distribution of a number of spherical grains in a cubic unit, with no intersection between the grains. The cubic unit was cut by a random plane and the number of particles which appeared in the section and the area fraction were measured. This procedure was repeated until the average number of particles and the average area fraction became constant. Finally, the 2D size distribution of the particles over all sections was obtained.

It was concluded that the volume fraction is equal to the area fraction, irrespective of the particle size distribution, providing that the total number of measured 2D particles is large enough. As for the number of particles, an equation was found to calculate the number of 3D particles in a monodispersed system from the number of 2D particles and the volume fraction. However, in lognormally polydispersed systems the number of 3D particles could be calculated using the 3D mean and standard deviation, estimated from the 2D mean and standard deviation by a method specifically developed for the purpose.

Finally, the method was applied to two ductile cast iron specimens and the applicability of the present model was verified.