飞机结构件数控加工方案快速生成技术研究与开发

为提高飞机结构件数控编程效率和质量,课题组开发了一套"飞机结构件快速数控编程系统",该系统根据飞机结构件数控加工方案自动完成零件数控编程.在分析现有加工方案生成技术及其局限性基础上,提出飞机结构件数控加工方案快速生成技术.主要内容包括:(1)定制飞机结构件加工方案内容,建立其数据模型,完成加工方案规范化定义;(2)以方案规范化定义为基础,开展快速生成技术的研究与开发;(3)介绍方案正确性检查及方案输出等.与现有加工方案生成技术相比,技术具有方案定义规范、方案生成快速准确等特点,此外,还体现了加工方案知识表达与重用.     

基于中间语言的通用后置处理系统

通过对刀位文件和数控指令的研究，建立了适用于通用后置处理的中间语言和数控系统配置文件，提出基于中间语言的通用后置处理平台，并运用CATIA生成的刀位文件在该平台上验证其可行性。     

飞机结构件三维设计模型质量检测技术研究与开发

飞机结构件中设计模型常存在各种质量缺陷,易导致零件的加工成型过程难以进行。针对该问题,提出了飞机结构件三维设计模型质量检测技术。首先对模型缺陷进行分析与分类;其次,通过对检测规则进行形式化描述,建立检测规则库;然后,根据不同缺陷的特点,采用不同的推理方式对缺陷进行检测;最后开发了飞机结构件三维设计模型质量检测系统,验证了该技术的可行性。     

飞机装配仿真中数字人模型及工人姿态的模拟

由于飞机的结构及其制造工艺复杂，制造过程中的工艺性问题和人机问题时有发生。采用数字人和计算机仿真技术，模拟飞机制造中工人的作业姿势，为在生产准备阶段提前发现这些问题提供直观的分析和判断依据，也为进一步定量评估飞机制造中工人的劳动生产率提供基础。在详细分析人体自然解剖结构的基础上，提出和建立适用姿态模拟和分析的人体参数化模型，定义姿态元新概念，并用这一概念建立人体姿态的表示模型；然后，利用面向对象的软件设计思想和开发工具，实现所建立的数字人模型，并应用开发的结果模拟飞机装配制造中常见的工人作业姿势。     

一种B/S模式下基于角色的权限管理方案

针对开发“中小学管理信息系统”中安全管理的需要，提出了一种基于B／S开发模式下权限管理方案－匹配式权限认证模式，满足了大用户群体使用的系统权限管理的需求。     

CAD系统设计中的形式化方法与功能命题

本文结合作者多年的研究实践，对CAD系统功能设计理论和方法进行研究，并在此基础上提出和建立CAD系统功能设计的数学模型，其中包括：(1)介绍需求分析的形式化描述和表示方法，建立需求空间结构；(2)提出复合功能、设计逻辑、功能与参数依赖及交互效率等新概念，并分别建构复合功能的构造和效率命题；(3)阐述这些理论和方法在自行开发的专业化系统中的应用。     

CAD曲面等值分割方法

CAD曲面分割在工程领域中具有广泛的应用.已有分割方法主要根据单一的面点属性进行分割,不具通用性.为此,提出以自定义条件为核心的面等值分割方法.用户预先根据分割问题及相关面点属性设计一组条件,以此为依据计算界点,并沿界边生长方向依次搜索界点,进而以有序界点样条插值的方式生成界边.通过构造曲面及其子面片的界边,将曲面分割为一组等值面.为保证分割的一般性,提出初始界点和参数域采样单元界点精确计算方法.最后,针对可加工性、法向量和曲率3种面点属性分别设计分割条件并进行实例测试,在可加工区域分割测试中文中方法的平均界点误差比现有方法平均降低96.98％.实验结果表明,所提方法适用于不同的分割问题,且具有较高的分割精度.     

激光选区熔化工艺晶格支撑结构快速建模

针对激光选区熔化成型工艺中的支撑结构,提出一种晶格单元自动填充生成支撑 的快速建模方法。首先,分别对两种典型晶格支撑结构--杆架结构和孔隙结构的组成单元实 现参数化造型,并建立支撑结构数字化模型;其次,设计实现杆件单元和孔隙单元的造型算法; 最后,提出一种单元自然生长算法,实现对支撑空间快速填充。实例结果表明,晶格结构可以 对不同类型金属产品结构实现有效稳定支撑;相比实体材料,平均可以节省 72%的材料用量, 具有重要的工程意义。     

人机任务仿真中虚拟人行为建模及仿真实现

提出一种采用高级智能对象(ASO)的建模方法,实现虚拟人的行为建模。首先, 引入 ASO 的概念,对交互特征中的交互元素、交互部位及对象动作进行定义,并对交互动作进 行分类;其次,提出了对象驱动方法,解决由虚拟对象作为主动体动作而导致的虚拟人作为被 动体的运动计算问题,实现对象以交互特征为主的建模;最后,根据人机任务需要对虚拟人的 基本行为动作进行分析,选择常用的 4 种基本动作,对其进行定义并进行动作组合,给出以交 互元素为主的位姿、手型的计算方法,实现了行为建模并进行仿真实现,解决了任务仿真中的 交互量大问题,使仿真结果具有重用性。并以飞机装配的手工铆接仿真为例对方法进行验证。     

具有避障能力的虚拟人姿态优化算法

为了解决复杂环境下的虚拟人运动控制问题,提出一种基于人工势场的具有避障能力的虚拟人姿态优化算法.首先在虚拟环境中根据目标和障碍物建立人工势场,并对虚拟人运动链末端进行无碰撞路径规划;其次将规划后末端每个中间位姿的逆运动学计算问题表示为带位姿和无碰撞约束的舒适度函数优化问题,并进行求解;最后得到虚拟人运动过程中一系列连续的无碰撞姿态,实现自行避障的虚拟人运动控制.通过实例测试验证了文中算法的有效性,该算法可应用于复杂环境下的虚拟人动画和人机工程仿真.