逆向工程中基于能量法的参数二阶连续曲面构造方法研究

针对反求过程中的单值曲面重构问题,提出一种基于能量法的曲面构造方法,给出了关于能量模型建立和边界条件处理的详细理论推导。提出的截面线构造方法、平面四边形域中间参数线自动生成、跨界导矢插值公式均可用作通用方法。随后以汽车前面板曲面构造为例说明了方法有效性和其他特点。     

光固化快速成型中零件非水平下表面的支撑设计规则研究

激光固化快速成型制造中,支撑结构设计的优劣极大影响原型的制作精度。首先通过分析非水平下表面的分层制作过程,研究了其翘曲变形的机理。利用可仿真成型过程中层间力学行为的有限元计算模型,对层间悬臂量与翘曲变形量的关系进行了有限元计算仿真与试验验证。针对激光成型过程中零件需要支撑的非水平下表面,从激光固化快速成型制造中支撑结构的作用出发,以成型精度为设计目标,通过有限元计算仿真、试验验证等手段研究提出了针对零件中非水平下表面的支撑结构形式、布局及支撑间距等支撑设计规则。通过试验验证,按该规则对零件的非水平下表面进行支撑结构设计,可有效地保证激光固化快速成型的制作质量。     

圆锥破碎机腔形研究

为开发圆锥破碎机新型层压曲线腔形，基于分层破碎，提出固定质量原则，引入工态啮角，并成功应用于圆锥破碎机腔形的开发研究。基于固定质量原则和工态啮角，建立了圆锥破碎机曲线腔形设计模型，提出了曲线腔形设计新方法，建立了圆锥破碎机曲线腔形多目标优化设计模型，为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。研究成果已应用于破碎机生产厂家，研制了相应物理样机，经物理样机实验验证了腔形优化设计模型的可行性和可靠性。
     

面向生产系统规划的数字化工厂仿真应用研究

数字化工厂仿真基于离散事件建模、3D几何建模、可视化仿真与优化等新技术实现对工厂静态布局、动态物流过程等综合仿真和分析,从而能够先建立数字化的生产系统甚至全部工厂,依据既定工艺进行运行仿真。数字化仿真克服了传统生产系统设计存在困难和问题,将成为生产系统规划的重要辅助手段之一,已在重机、汽车、船舶等多个行业得到应用。本文在阐述数字化工厂与数字化工厂仿真等概念的基础上,给出数字化工厂仿真的实施流程与内容,并以结合一个真实案例描述数字化工厂仿真的实施与效果。     

半实物虚拟装配的建模、演化与应用

基于理想数模的虚拟装配可在设计阶段用于检查装配序列、获得装配路径、检查间隙等,然而单件、复杂大结构件产品的现场装配,一次性装配成功是目前面临的最大挑战。提出一种全新的、三维几何模型和海量测量数据互融的虚拟装配技术——"半实物虚拟装配"。探索基于胖模型的半实物装配信息模型,研究半实物装配中的几何特征模型、装配约束模型的建模方法,展开对半实物装配的模型定义、表达、融合的研究;通过全局上下文装配特征的配准规则树,揭示半实物装配的配准机理,进而获得面向实际的通用优化装配方法;最后在航天舱段结构件实际装配过程进行实际验证,试验结果证实了半实物虚拟装配技术在实际应用层面的可行性与高效性。     

多用户协同虚拟装配网格系统研究

针对复杂产品协同虚拟装配仿真应用中存在的协同交互能力差、计算资源短缺、资源动态调度分配难、规模易受限制等问题,提出了一种借鉴网格体系结构的多用户协同虚拟装配网格平台方案,介绍了系统中仿真计算资源的类型及功能,进而提出了面向服务的仿真计算资源服务化封装方法,同时还给出了系统资源管理、任务管理与调度等部分关键技术的解决方案.最后将原型系统用于某汽车多用户异地协同装配仿真验证了该系统的有效性.     

逆向工程中的坐标归一化算法研究

在三维物体反求中,以参考物体的棱边作为基准,提出一种新的坐标归一化算法——中间坐标法,分析了该方法的特点及适用范围。试验表明,本算法能很好地解决反求工程中多次装夹测量数据的坐标归一化问题。     

复杂产品分布式并行协同虚拟装配系统研究

为解决复杂产品异地协同设计中零部件数模验证和装配评审的困难,研究了基于网络的分布式协同虚拟装配技术,提出基于高层体系结构/运行时间框架的分布式协同虚拟装配方案,解决虚拟环境中的用户管理、操作协同和交互式装配操作等问题.以此为基础开发出了支持实时协同交互装配仿真的分布式并行协同虚拟装配系统,并以某汽车部分总成网络协同装配为例验证了该方案.结果表明,该方案可以实现复杂产品设计中的异地协同装配仿真与评审.     

基于工业设计和先进制造技术的产品快速开发

提出一种将工业设计与逆向工程（RE）、CAX技术、快速成型和快速模具结合起来的集成开发模式。在该模式下,利用RE技术直接将工业设计获得的实物模型转换为数据模型。数据模型在CAD系统中进行处理,构造曲面模型或STL模型表面、再经过STL模型表面的偏置处理,利用RP和RT技术直接、快速的制作出样件或小批量成品,利用CAM系统还可以输出机械加工需要的数据代码。本文洋细介绍了该模式的组成部分、工作流程以及接口等关键技术,并以一个实例来说明该模式的正确性和高效性。     

虚拟装配环境中的装配模型表达技术研究

针对虚拟装配领域常用产品模型表达方法的信息完整性与操作效率之间的矛盾，提出面向过程的装配模型复合表达法，并应用于集成虚拟装配系统。该方法的装配模型主要包括层次结构的装配树模型、复合表达的零件模型、面向过程的约束模型和路径模型。零件采用B—rep、面片和凸包等3种模型复合表达。集成虚拟装配系统的测试结果表明，该模型表达方法能够满足虚拟装配过程的信息表达要求，并能较好地支持虚拟装配过程中的实时交互。