个性化股骨颈轴线定位器设计方法及分析

在股骨近端手术中为能方便快捷地定位股骨颈轴线,提出利用局部形态提取的股骨颈轴线定位装置设计方法。首先获得股骨数字模型,然后对股骨模型提取重构股骨近端骨面形态作为个性化的定位器配合面,同时提取股骨近端特征——股骨颈轴线,最后用CAD设计软件完善整体设计,并分析定位装置最大安装误差,验证方案可行性。为具有复杂形态的骨骼手术辅助器械设计以及个性化方案制定提供了新的思路,有利于降低手术对医生临床经验的要求,减少术中可能发生的不必要的医源性损害。     

风力机柔性叶片模态气动阻尼分析方法研究

针对大型水平轴风力机柔性叶片的模态气动阻尼数值分析方法进行研究。运用多体系统动力学建模方法和风力机叶片空气动力学模型,建立柔性叶片的气弹耦合方程,在求解此方程得出叶片在某运行工况下的气弹响应基础上,结合柔性叶片振动模态参数包括模态频率、模态向量和模态质量等物理量的识别和振动能量损失法,即计算气动力在叶片振动周期内所做的功,导出叶片模态气动阻尼比计算式,建立叶片挥舞、摆振各阶模态气动阻尼比分析流程。算例分析某柔性叶片在多种稳态风速下一阶模态气动阻尼比,表明所建立分析方法的有效性和可靠性。为大型风力机柔性叶片气动阻尼特性和气弹稳定性分析提供了有效的分析手段。     

逆向工程中的参数化建模技术及应用

逆向参数化建模方法是在逆向工程的基础上,加入参数化技术形成的一种新的建模方法,该方法不仅有利于提取原始设计信息,重建更为精确的CAD模型;而且易于实现模型的参数化修改,推动产品的创新设计。简要介绍了逆向工程的概念和逆向参数化建模方法,以汽车后视镜为例,利用Geomagic Studio软件对扫描点云进行处理,拟合出特征识别后的初始曲面。通过参数转换功能把初始曲面导入Solidworks中进行编辑,最后得到汽车后视镜的参数化模型。实践表明这为反求模型的参数化建模提供了一种切实可行的方法。     

基于FreeForm的CAD模型细节添加与修改

分析了FreeForm造型的特点及优势,并针对FreeForm在造型过程中的细节添加与修改功能进行了详细论述,将传统CAD建模与触觉交互造型有机结合起来,提出了一种基于FreeForm的CAD模型细节添加与修改方法,并给出了应用实例.     

基于3D打印的CMM辅助测量技术

针对现阶段复杂零件在CMM上测量的不足,提出了采用基于3D打印的CMM辅助测量技术。为了能使产品在CMM探针精度最高的A0B0度方向测量,经常需要借助治具辅助。文中首先使用光学扫描技术获取产品表面数据,然后在Geomagic Studio软件进行数据处理,并将网格面导入到Rapidform软件对该产品的治具进行建模和设计,再将设计模型导入到3D打印机中得到治具模型,最后将测量的产品放置在治具中测量。通过试验证明,该方法可以很好地提升复杂零件在CMM下的测量效率。     

COMET系统及其数字化测量策略

产品的数字化是实施逆向工程中首要而有关键的一步,数据采集的效率和质量直接影响着后续逆向工程内容的展开.介绍了COMET测量系统的组成、工作原理和应用特点,重点分析了COMET测量系统中的参考点转换、联系点匹配、自由曲面匹配等几种测量策略的原理和工作特点,同时在此基础上结合实例对COMET测量系统的测量策略进行了应用.     

几何约束条件在变形B样条曲线造型中的实现

针对在基于物理变形的B样条曲线造型中施加几何约束的问题,提出了基于自由度转换的解决方法.对于特定的线性几何约束条件,得到施加约束后的变形B样条曲线的有限元方程,并通过对约束条件下的初始自由度进行转换,将有限元方程转换为自由度减少后的无约束方程进行求解.对常见的几何约束进行了应用分析,从应用实例上看,该方法取得了良好的效果.     

金属成形过程的数值流形模拟方法研究

通过引进刚塑性本构关系,建立了金属成形过程的数值流形方法的分析体系,并研究了金属成形过程模拟中的网格重分问题。作为实际应用,对齿轮毛坯模锻成形进行了数值模拟。数值算例结果表明,理论正确、方法有效,数值流形方法是一个非常有效的分析工具,完全可以对成形过程进行模拟。     

基于梯度矢量流变形轮廓的B样条曲线拟合

给出了基于梯度矢量流变形轮廓的离散数据点拟合算法.首先计算出所给离散数据点各点的梯度矢量流(Gra-dient Vector Flow,GVF)力场,将此力场作为静态外力场,采用B样条曲线作为初始变形轮廓线,运用有限元方法对B样条变形轮廓的能量泛函极值问题进行求解,从而实现变形轮廓在外力场的作用下向离散数据点逼近.应用实例证明,该算法可以获得较好的曲线拟合效果.     

随机载荷下轴结构疲劳寿命分析

应用功率谱密度法对随机载荷作用下轴结构进行疲劳寿命分析,给出了基于功率谱密度法的疲劳寿命计算公式.使用有限元软件COSMOSWorks,以一个单级斜齿齿轮减速器低速轴的疲劳寿命计算为例进行了验证.结果表明,按照传统的静强度方法设计的轴结构在疲劳强度上是不足的.