基于再扩展属性面边图的复杂结构件特征识别技术

针对飞机结构件的特点,提出了基于再扩展属性面边图的特征识别算法,该算法以再扩展属性面边图为基础,用种子面表示特征痕迹,基于种子面进行痕迹的检索和扩展,能够有效处理飞机结构件中的曲面特征和相交特征.基于以上研究开发的原型系统已在某大型航空制造企业框类零件数控加工中应用验证,提高了飞机结构件数控编程的效率和质量.     

基于属性边点图的飞机结构件筋特征识别方法

针对飞机结构件中筋特征结构复杂、相交筋特征识别困难的问题,提出一种基于属性边点图的筋特征自动识别方法。属性边点图以边为节点、以边与边之间的连接关系为弧。通过构造特征种子面的属性边点图,可以有效表示和处理筋特征中的边信息,弥补了传统属性面边图的不足。用端点表示筋特征两端的边界,通过端点类型及连接关系的分析,确定筋特征两端的相交情况;用分割节点来表示筋特征顶面的融合区域,以减少实际加工时的转角减速为优化目标,在分割节点处自动添加虚链,并对筋特征种子面的属性边点图进行分解,得到优化的相交筋特征识别结果。基于以上研究开发的筋特征自动数控编程系统已在某大型航空制造企业中得到良好的应用。     

基于图和规则的机匣加工特征识别方法研究

由于机匣加工特征多、类型复杂，目前主要采用手动式、交互式等加工特征识别方法来实现机匣工艺设计过程中的特征提取，但是这些方法操作繁琐，智能化程度不高，导致工艺设计周期长。为了提升机匣加工特征识别效率，实现特征识别自动化，提出了一种基于图和规则加工特征自动识别方法。首先，根据机匣几何结构复杂程度，对机匣加工特征进行了归类。然后采用边界表示法表征机匣三维模型，定义了面属性、边属性、角度属性及面与面之间的拓扑关系码，提出了基于加权属性邻接矩阵的机匣三维模型的数据结构，通过对加权属性邻接矩阵的遍历和行列运算，建立了机匣加工特征的识别和抑制规则，构建了特征识别和抑制算法，并与预定义规则库进行匹配。最后在MATLAB平台上搭建了特征识别的仿真环境，选择了三个典型机匣案例，测试了机匣加工特征识别效果。结果表明，该特征识别方法具备较高的识别精度和效率，识别62阶矩阵仅用时0.171s。     

铸件毛坯模型生成方法研究

设计模型向制造模型的转换是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键技术,而依据设计模型生成毛坯模型是其中关键环节,提出一种针对先铸造后机加零件的铸造毛坯模型生成方法。根据制造要求对模型表面进行分类;构造改进的扩展邻接属性图进行简单特征识别,依据铸造方法、铸件材质以及生产批量构造可铸造性判定算法,进行简单特征过滤;通过构造最小包络辅助面,并引入人工干预机加面分类机制,实现对包含非正交的表面加工边界面的零件模型的体加工特征包络,最终生成铸造毛坯模型。实例分析验证了算法的有效性与正确性。     

三维模型特征面分级过滤检索技术研究

为了弥补基于统计特征提取算法对三维模型的内容描述不够充分,以及识别能力不高的缺陷,提出了三维模型特征面分级过滤检索方法。在线下阶段对IGES格式的模型文件进行解析,得到模型的面属性信息。在线上阶段手绘输入模型特征面对模型进行多级过滤,再根据归类统计的特征面数据表转化的模型特征向量进行精确检索,并通过距离算法进行相似性计算和排序。实验结果表明:该检索方法在效率和准确率上有所提高,并且能够满足一般工程检索的需要。     

航空发动机机匣加工特征的混合式分割识别算法

航空发动机机匣零件存在大量的相交特征和曲面特征,为解决现有方法无法对其进行有效识别的问题,提出了一种融合启发式与规则的混合式特征分割算法。首先,基于零件的属性邻接图,利用过渡特征识别简化特征拓扑层次,在确定特征分割起始面的基础上,建立启发式搜索条件对特征面进行凸边扩散和凹边扩散,将加工特征分割为凸特征和凹特征两类;进而根据特征的拓扑结构及特征面的几何信息确定种子面,以其作为驱动面进行特征合并,并提取出能够表示不同特征的特征参数,据此实现基于规则的特征识别。以典型航空发动机机匣零件进行实验,验证了所提方法的有效性。     

基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

为满足角盒类零件型腔特征识别需求,提出了一种基于改进图匹配的型腔特征自动识别方法.分析了角盒类零件型腔特征,提取了特征简化模型的共性模板属性.获取了模型栅格高度点云数据,以高度中值作为阈值并将其转换为0-1特征值矩阵,提取了型腔面投影特征值以分离识别型腔壁边面.采用共性模板面邻接属性判定搜索型腔侧壁面,最终识别出了包含...     

基于边环属性邻接图方法的STEP模型特征识别

针对基于图的特征识别方法中,子图搜索算法时间复杂度高且难以识别相交特征的问题,提出了一种基于边环属性邻接图的特征识别方法。该方法可为多环相交特征建立分离的子图,从而可有效分解零件的属性邻接图,且其子图建立算法时间复杂度仅与特征子图复杂度相关。使用该方法实现了STEP模型的特征识别:解析STEP模型,进行多环判定和混合环判定,建立基面链表;为基面的每个边环建立边环属性邻接图实现属性邻接图分解;将每个边环属性邻接图转换为属性邻接图,通过子图匹配识别特征,并根据特征与基面的相对位置判定相交特征凸凹性。验证结果证明了该方法的有效性。     

基于属性邻接图的STEP-NC制造特征识别实现

针对于STEP-NC(ISO14649)中规定的的制造特征,论述了基于属性邻接图(AAG)的特征识别方法及其实现过程:首先分析STEP AP203的文件结构,然后提取文件中所包含的几何拓扑信息,判断两个面公共边的凹凸性,构造零件属性邻接图和属性邻接矩阵,通过一定的算法对其进行分解并完成特征子图的匹配,最后在VS 2005平台下开发软件原型系统,验证该特征识别方法的正确性.     

三维工艺设计中的制造特征识别方法

从零件的设计MBD模型中提取制造特征信息是三维工艺设计的基础,也是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键.针对传统的基于属性邻接图的特征识别方法中存在的特征表达二义性和子图同构算法时间复杂度高等问题,提出了一种基于扩展属性邻接图和图同构的制造特征识别方法.首先,提取零件设计模型的几何/拓扑信息,并构建扩展属性邻接图;接着,对扩展属性邻接图进行属性分解,最大限度的分离出扩展特征子图;然后,利用图同构实现对各类相交特征的准确、高效识别.最后,以某机加工零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证.     

面向模具的特征识别技术研究

针对模具形状复杂多变,带有大量凸台、凹槽等复杂复合特征的特点,提出了构建复杂模具模型属性邻接图,利用特征面间的边界关系和凹凸关系将复杂模具模型分解为多个元特征,定义面和边的属性类型,构建元特征的特征矩阵。利用各个元特征的特征矩阵与特征库特征矩阵相匹配的特征识别方法,可以实现对模具多类特征的高效识别。最后以冲压模具下模为例进行特征识别分析,证明该方法能有效识别各类特征,满足预期要求。     

具有对称特征的三维模型重构技术研究

针对具有对称特征模型的逆向重构问题,首先利用ICP算法进行数据匹配并提取初始对称面,其次精确提取对称面,然后利用基于边和面的混合数据分割方法对预处理过的模型进行数据分割,最后重构得到一半的对称特征模型,再利用提取的对称平面进行镜像,得到完整的对称特征模型.此方法可快速实现模型逆向重构又能提高建模精度,应用于汽车内饰件的逆向重构中,既减少数据量,又节省运算时间,并且重构的模型及特征是关于平面完全对称的.     

一种面向集成的注塑模冷却系统特征识别算法

提出一种基于图的注塑模冷却系统特征识别方法:首先根据注塑模型芯或者型腔三维模型构建面边图,再对面边图进行扩展,得到相应的扩展属性面邻接图;在此基础上,对冷却系统特征的规则进行描述,并依据该规则将冷却回路特征子图从型芯或者型腔的扩展属性面邻接图中识别出来.对于识别出来的冷却回路特征子图,首先进行简化处理,去掉多余的水路信息,然后提取其直径和中心线信息并进行优化,最后转换成CAE系统所需的格式.实例测试表明,该冷却系统特征识别算法能有效地识别注塑模的冷却回路特征,提高用户的工作效率并降低出错率,实现了冷却系统在CAD和CAE之间的无缝集成.     

基于相交特征信息建模及其提取技术的研究

针对相交特征的自动工艺规划算法对产品制造信息的需求,研究了基于特征的自动工艺规划算法对特征几何属性和工艺属性信息的需求关系,提出了一种针对相交特征制造工艺决策的产品信息模型。以虚面信息作为搜索相交特征相关信息的驱动信息,建立由虚面信息索引层、相交特征索引层、基本制造信息层三个层次的信息所构成相交特征制造信息模型。通过对基于特征基面的制造特征自动识别算法的研究,以一个应用实例对相交特征制造信息的获取过程进行解释,表明了基于相交特征的制造信息模型的实用性和有效性。     

基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法

为弥补现有的CAD模型局部搜索方法应用于结构复杂模型时存在的数据量大和搜索效率低下的缺陷,提出一种基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法。首先依据模型的边界将其分割为一组数量最少的、有一定工程意义的、由一些相互连接的面组成的区域特征集合;接着对分割形成的区域特征及其邻接关系属性进行编码,由属性编码值的相似度度量得到相比较CAD模型的相似度。实验结果表明,该方法能够搜索到相关的CAD模型局部结构,并且搜索效率和精准程度能够满足实际需要。     

机械3维CAD模型的聚类和检索

为了弥补传统的基于属性检索方法的缺陷和不足,真正实现机械3维CAD模型基于几何内容的聚类和检索,提出了一种基于内容的机械3维CAD模型的聚类和检索方法。首先,基于查找关键字的方法,将CAD模型的产品模型数据交换标准AP203 Part21文件转换为属性图文件;其次,进行属性图的相关属性计算,提取特征不变量,并结合属性图的节点和边的相关属性形成CAD模型的特征不变矢量;最后,用特征不变矢量作为自组织特征映射神经网络的输入,利用其保拓扑性对CAD模型进行聚类分析。基于60种工业实用CAD模型对该方法进行了实验验证,结果表明,所提方法可行有效,能够满足一般工程检索的需要。     

基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法

为弥补现有的CAD模型局部搜索方法应用于结构复杂模型时存在的数据量大和搜索效率低下的缺陷,提出一种基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法。首先依据模型的边界将其分割为一组数量最少的、有一定工程意义的、由一些相互连接的面组成的区域特征集合;接着对分割形成的区域特征及其邻接关系属性进行编码,由属性编码值的相似度度量得到相比较CAD模型的相似度。实验结果表明,该方法能够搜索到相关的CAD模型局部结构,并且搜索效率和精准程度能够满足实际需要。     

网络环境下工程分析可视化数据简化与压缩

首先针对工程分析数据的特点提出了适用于工程分析可视化的网格简化算法。该方法将实体网格转化成面网格,消除网格的内部面,并在基于边折叠思想的网格简化算法中引入误差准则、特征准则和权重准则控制合并点的选择过程,提高了简化结果的精度。其次,讨论了基于索引表的数据场的压缩方法。该方法可以利用权函数控制数据场的压缩精度。结果表明,所提出的方法可以有效地减小网络环境下工程分析数据的传输量。     

基于STEP-NC的相交特征识别技术

为有效识别2.5维相交特征,提出一种新的基于图和痕迹的相交特征识别算法。该算法首先对零件模型进行处理,提取加工特征面,识别时只考虑加工特征面,降低了零件图的搜索空间且不影响特征识别的正确率;通过建立相交特征拆分因子队列,并采用自动计算和交互式相结合的方式确定最优依赖特征面,能够比较准确地分离相交特征;根据特征基面对STEP-NC定义的制造特征进行编码,相对于子图匹配和规则匹配,该方法能够快速和有效地匹配特征。通过具体实例验证了算法的有效性和可行性。     

基于快速回弹补偿的橡皮囊液压成形模面设计方法

橡皮囊液压成形工艺(简称"橡皮成形")是航空钣金成形的主要方法之一,而回弹是影响其产品制造精度的主要缺陷.回弹补偿技术可有效地消除钣金件回弹误差,但其依赖的数值模拟耗时极长,目前不易于大范围推广.提出一种考虑回弹误差修正的模面设计方法,即在完成模具设计后,直接进行模面的调整,无须单独对零件进行数值模拟.针对橡皮成形零件的特点,提出基于特征的模面快速设计方法.研究曲弯边特征的回弹规律,并建立针对曲弯边的回弹分布函数,以实现回弹角快速预测.基于位移调整法,将回弹角转化为模面网格的调整量,可完成模面的补偿.将该方法应用于某飞机零件的模面设计中,通过数值模拟对补偿后的模具成形效果进行验证,结果表明该方法能明显地减少回弹误差.