非均匀有理B样条曲线的多分辨光顺研究

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线节点分布不均匀和控制顶点任意个数的情况,基于小波技术的NURBS曲线光顺算法需要进一步完善。该文基于NURBS,着重研究了非均匀B样条小波的精确构造:通过NURBS基函数构建了重构矩阵的零空间求解方程,并针对非均匀B样条所构建的系数矩阵改善了零空间求解方法,实现了非均匀B样条小波的构造。从而实现了任意控制顶点的NURBS曲线多分辨光顺。文章最后通过对旗鱼脊线的光顺,验证了该算法的实用性和稳定性。     

基于B样条自由变形的个性化基台设计技术研究

CAD技术应用于个性化基台的设计是口腔CAD／CAM系统的重要方向之一,研究了基于三次闭合均匀B样条自由变形的技术方法设计基台。首先利用基于Tailor级数的曲线细化方法生成B样条;然后基于参数化轮廓规则拉伸建模,形成基台的初始模型;最后通过实时地调整特征控制点进行基台的高度、角度以及颈缘线等局部变形。通过后槽牙的锥形基台设计应用实例证实研究算法的有效性、稳定性。     

准均匀B样条的插补算法及段间过渡研究

主要研究了一种基于完整准均匀B样条的直接插补算法.首先用差分法预估曲线参数,并用自适应调整参数和步长的方法对预估的参数进行调整以满足步长恒定或弓高误差的要求.接着着重讨论了这种基于准均匀B样条曲线插补算法的参数方程的选择和段间过渡问题.因为B样条曲线是有多段曲线拟合而成的,插补计算时段间的平滑过渡是十分重要的.最后用程序实现了插补算法,并给出了程序的测试结果.     

基于压缩控制顶点的B样条曲线逼近技术

为压缩逆向工程中重构物体轮廓的B样条曲线的控制顶点,提出一种基于特征点提取及改进粒子群算法的B样条曲线逼近技术。利用等弦长法计算离散点的曲率,基于曲率分析提取出离散点列的特征点并构造初始逼近曲线。在误差最大处插入新的插值点,构造新的逼近曲线。重复该过程,当增加插值点不能较大幅度地降低逼近误差时,利用改进的粒子群算法优化曲线控制顶点的位置,由此得到最终的B样条逼近曲线。实例验证表明,相比于其他方法,该方法能更有效地降低控制顶点个数,迭代效率高,逼近效果好。     

圆柱螺旋线的NURBS逼近表示

针对圆柱螺旋线不能用多项式或有理多项式精确表达的缺陷,提出一种二次非均匀有理B样条逼近算法.通过组合平面圆弧和轴向二次非均匀有理B样条直线构成初始非均匀B样条螺旋曲线;为了减小逼近误差,根据权因子影响非均匀有理B样条曲线形状的特性,提出了修正de Boor细分算法中新控制点轴向坐标的逼近细分算法.实例表明,该逼近算法不仅简单,而且能够稳定地逼近原曲线以满足给定的误差要求,并且为构造非均匀有理B样条螺旋曲面和螺旋体提供了数据.     

三次均匀有理B样条曲线插补算法的研究

插补算法是机器人系统实现运动控制的核心模块,对三次均匀有理B样条曲线的插补算法进行了研究.基于三次非均匀有理B样条曲线(NURBS),得出三次均匀有理B样条曲线的表达式.反算B样务曲线的控制顶点中发现规律,采用一种简单快捷的方法求取控制顶点,这使插补算法计算简单,更易于计算机编程.并且在算法中考虑到运动控制加减速的问题,这使插补算法符合实际,实用性强.最后采用三次均匀有理B样条曲线对螺旋线进行插补,仿真结果良好.     

产品复杂表面形态结构的映射设计方法

为解决表面形态复杂、细节众多的产品在三维造型设计技术上的难题.以编织产品为例,分析了其组织结构的数学特征与造型规律,将其分为交织结构和缠绕结构两大基本类别.在织物结构三维设计的单元体技术基础上,增加了形态变量控制,实现了编织产品整体形态上的复杂细节高效造型设计方法.利用二次映射技术将非均匀有理B样条曲线曲面自动转化为细节丰富的编织结构,并根据用户输入的参数调整编织结构的组织样式、密度、粗细等细部结构形态.在藤椅等典型编织产品的设计中进行了应用实践,并探讨了三维图案结构的生成方法.将设计师的工作简化为一般的曲面造型概念设计,用软件工具完成复杂形态细节的自动化建模,促进了复杂形态产品的设计.     

准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺

研究了准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺法,在B样条曲线两种不同定义及方法的基础上,详细描述了准均匀三次B样条曲线的多分辨率表示,并最终实现了三次B样条曲线的小波分解与重构算法。实例研究表明,多分辨光顺算法在提取高频细节后,能够快速实现对曲线的滤波和光顺,并且在光顺的同时,具有减少控制顶点、压缩数据的能力,兼具简单性和快速性的优点。     

高速运转凸轮反求的等距曲线方法

根据三次均匀有理B样条曲线、等距曲线的基本理论,推导了等距三次均匀有理B样条插值算法和应用于凸轮反求的优化算法,较好地解决了坐标机测量一般光滑柱状面的技术问题.用此方法反求出的高速运转的凸轮,无论是进行机构运动仿真还是实际运用均能达到要求.     

网格曲面上两相离曲线段的光滑过渡

将欧氏空间中两非均匀B样条曲线间G1连续条件拓展到曲面空间,提出一种构造网格曲面上两相离曲线光滑过渡曲线的方法.网格曲面上的曲线采用测地B样条表示,具有与欧氏空间中传统B样条相一致的明确数学模型.基于三角网格模型的拓扑邻接关系,提出一种网格曲面上测地线的延长线离散逼近算法,以此为基础,建立两测地B样条曲线间G1连续条件,将边界连续条件转化为控制顶点的位置约束,从而构建两曲线间的光滑过渡曲线.试验结果表明,所提方法健壮、高效,不依赖于参数化和投影技术,即使对于具有尖锐特征的曲面亦有很强的适应性.     

计算机辅助概念设计研究现状和发展趋势

指出产品概念设计包含设计功能、原理、形状、布局和结构设计等内容,阐明计算机辅助概念设计的内涵。从工程设计、工业设计、人工智能和新技术４个角度探讨目前国内外该领域的研究发展现状,结合现代产品设计模式的发展方向,指出ＣＡＣＤ以设计创新和建模技术为核心的六大关键技术,以及ＣＡＣＤ的发展趋势。     

现代设计方法在工业洗衣机模糊控制系统中的应用

这里以工业洗衣机模糊控制系统的研制为实例，分析了现代设计方法中的几种主要方法如创新设计、并行设计、虚拟设计、智能设计、可靠性设计、安全设计等在工业洗衣机模糊控制系统研制中的应用及作用。采用现代设计方法设计的工业洗衣机模糊控制系统各项性能均达到设计要求，超过国家相关标准。     

机械运动方案相似设计研究

概念设计是产品开发过程中的决定性阶段 ,机械运动方案设计是机械产品概念设计的关键内容。本文提出了机械运动方案相似设计理论和方法 ,并对构造相似元、计算相似度、实例再设计等关键技术进行了研究 ,给出了相应的解决方法     

基于模块化的概念设计模型的研究

从实现计算机辅助概念设计的目的出发,建立产品概念设计模型和动态需求的概念,同时把模块化设计方法引入到概念设计领域。该模型在设计过程中分为三层:用户层、功能层和结构层。通过层次分析,完成从用户需求到产品功能结构、产品模块结构的映射,这使复杂的设计任务转化为许多简单、基本的设计任务,从而达到满足用户要求、提高产品质量,缩短产品开发时间。     

绿色设计的体系结构及实施策略

绿色设计是一种全新的设计理念,是设计方法和设计工具的有效集成。在分析绿色设计产生背景的基础上,给出了绿色设计的概念与特点;并针对目前缺乏系统性、可操作性的绿色设计理论和工具的现状,提出了绿色设计体系结构和各模块的设计模型;最后,讨论了绿色设计的实施策略、方法,以及在我国开展绿色设计研究的重要性和必要性。     

生长型设计中公差进化设计方法研究

为实现生长型设计中尺寸链及形位公差项目的自动生成,在产品结构设计自动化技术基础上,研究生长型设计中公差进化设计的策略与原则。指出生长型设计中紧随结构的自顶向下、不断进化,公差进化设计模型也呈现为一种层次式结构;同时由于功能表面及其名义特征所具有的承载功能及几何信息的特点,可作为公差进化演绎的单元载体;在此基础上建立公差进化设计的基本过程模型。提出产品结构进化设计中,构建基于功能表面的装配网络以及基于名义特征的约束网络的双层装配约束网络的基本方法,给出辅助公差进化设计的公差断言;在此基础上,给出基于双层装配约束网络及公差断言的尺寸链及形位公差进化设计的基本过程。以活塞精镗销孔夹具的公差设计为例,说明所提出的公差进化设计方法在生长型设计中的成功应用。     

无障碍设计理念及应用研究

无障碍设计体现了人性化的设计理念,是工业设计未来发展的方向之一.对无障碍设计理念中情感化理念、易用理念、服务理念等3个方面进行了分析,对其应用范围和应用功能进行了阐述,提出了无障碍设计的前景及应用价值.     

直齿圆柱齿轮传动摩擦学设计模型的构建

齿轮传动是最重要的机械传动形式之一。传统的齿轮传动强度设汁方法没有考虑润滑要求,而润滑设计又不能兼顾强度需要。以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立了直齿圆柱齿轮传动的摩擦学设计模型,基于此模型对齿轮传动进行设计,对提高其使用寿命具有重要意义。     

支持概念设计的分布式协同设计环境的研究

一个复杂产品的概念设计往往需要多学科领域专家之间的协同。基于黑板模型 ,本文提出了一个分布式模块化协同设计框架结构。首先分别介绍了支持该框架结构的几个关键技术 ,即产品信息共享模型、设计问题的分布式构模方法以及基于约束的冲突检测方法。然后利用这些框架支持技术以及网络使能技术开发了一个分布式模块化协同设计环境 DCMDE,能有效地支持不同地理位置、不同学科的设计人员进行机械产品的协同概念设计。一个齿轮箱协同方案设计实例显示了系统的有效性     

Design justification of manufacturing systems—a review

The development of design systems which ensure economic feasibility has been the focus of recent research in the manufacturing area. Traditional design and justification approaches have been cited as having shortcomings; thus, there have been a variety of modifications and enhancements developed. An approach that is conceptually different from the traditional approaches seeks the integration of the economic analysis within the design process. We denote this approach as thedesign justification method. This paper reviews literature related to the explicit and implicit integration of economic factors in the manufacturing system design process, followed by supporting issues for the implementation of the design justification concept.