复合材料弯管曲面的整体造型设计

利用隐式几何造型方法的优点,建立了弯管过渡曲面的方程,改进了弯管现有的过渡方法,且保持其几何造型的特征,由于控制参数的调节作用,增加了过渡曲面造型的自由度。通过对弯管的应力分析得出：在圆环面与小圆柱面接合处、小圆柱面与过渡曲面的接合处、过渡曲面与大圆柱面的接合处这三处的应力突变都很小,表明该弯管的弯曲效应好,验证所建立的弯管过渡曲面是可行的。     

纤维缠绕中的十字型管曲面的几何造型方法

管形曲面是在不同柱面间进行光滑过渡而生成的各种复合曲面。十字型管是管道工业中重要的连接元件。纤维缠绕要求十字型管曲面形状尽可能简单以便易于制作,文章提出了以低次曲面作为过渡曲面的十字型通管的造型方法,该方法采用简单明了的数学表示来生成过渡曲面,而且可以直观地控制过渡曲面的形状。     

复杂曲面的造型设计与理论研究

本文以显像管隔离器的偏转线圈为例，研究了复杂曲面的测量方法及型面设计，给出了设计方法及数学模型。由于所建的模型直观明了，很容易在计算机上实现，因而可在生产实际中普遍推广和应用。文中应用该数学模型编制了相应的计算机程序．对显像管隔离器偏转线圈８０个截面进行了测量与数据处理，得出了描述型面曲线和型心的数学表达式，标准偏差和应用该方法的相关系数。经验证，能收到满意的结果．为在坐标测量机上研究复杂曲面的造型设计提供了行之有效的方法．     

基于Helmholtz方程的过渡曲面设计

阐述了二阶和四阶Helmholtz方程的一类周期边界问题的差分解法及其在过渡曲面设计中的应用。这类方法不同于传统的PDE方法中的二阶和四阶的偏微分方程,比传统的二阶和四阶偏微分方程有了更多的自由项,因此,在曲面设计的时候,就有更多的形状控制参数可进行调整,文中重点讨论了方程中的系数对曲面形状的影响,并研究了边界切矢条件对曲面形状的影响及其在曲面形状设计中的应用。设计者只需给出边界曲线和边界切矢,并通过对它们的控制就可构造和修改曲面形状。     

无人机造型设计层次灰关联评价方法研究

目的 立足无人机造型设计市场现状,评价无人机造型设计的合理性,优化无人机造型设计。方法 通过调研构建了完善的层次指标体系,充分地保证了评价内容的全面性。根据指标体系具有一种灰色系统的特点,采用专家评价法确立评价指标以及权重值。选用李克特量计分法和层次分析理论,确立权重系数。运用层次分析法和灰色关联综合评价法针对无人机造型设计进行评价。结果 通过对三款无人机造型设计方案进行设计评价验证,并对方案的质量进行排序,针对评价结果提出意见,进而对方案设计进行优化。优化后的设计方案质量得到明显提升。结论 最终验证结果与评估结果表明,无人机造型设计层次灰关联评价方法具有较强的针对性、完整性和可操作性,可有效提高无人机设计方案的质量和工作效率。     

网格细分技术在汽车外形设计中的应用

细分造型技术因其计算规则简单、可以表示任意拓扑特性和几何特征的曲面等性质,受到造型技术领域中众多学者的关注,为复杂的汽车外形设计提供了工具.该文阐释了网格细分方法的基本思想以及两类典型的细分模式,提出了在相关几何造型、有限元分析和动态仿真软件配合下,设计复杂汽车外形曲面的细分技术方案;对车体曲面的控制网格生成、边界限定等关键技术进行了讨论.利用文中方法可以有效地缩短复杂汽车外形曲面的造型、计算和分析时间,为汽车外形设计的逆向工程应用提供方法和工具.     

反向工程在NURBS曲面造型中的研究与应用

文章介绍了工程领域中叶片曲面造型在国内外的发展情况,针对曲面造型中存在的形状数据与建模所需数据不符的问题,推导了曲面初始二维数据向三维数据的转换关系,提出了一种将反向工程用于叶片曲面的NURBS几何建模方法,提高了此类曲面在实际生产中的设计精度.     

基于权因子的回转体产品造型设计

介绍了NURBS曲线权因子的几何意义。阐述了当控制顶点不变时，只改变权因子便可修改曲线形状的原理。指出可利用权因子不会大幅度地改变曲线形状这一特性，通过修改权因子来实现产品外形的局部调整，并以工业产品中最常见的回转体造型设计为例，研究了权因子对产品外形的影响。     

隐式曲面在三维植物建模中的应用研究综述

分别从BlobTree结构、融合、精确接触造型、具有多项式密度分布的直线骨架卷积曲面和植物表面纹理等方面,介绍并分析了隐式曲面在三维植物建模中的基本思想和关键技术,并对应用隐式曲面得到三维模型的可视化方法进行了总结。最后对这一研究课题进一步的发展趋势进行了讨论。     

仿生在产品造型设计中的应用

从仿生的思维特征、应用形式入手,论述了产品造型中仿生设计的创新性及其先进性,指出在未来的产品造型设计中,人们将更加注重人性化、个性化和生态化的产品,仿生设计将是造型的重要设计方法之一.     

Fused Deposition Modeling for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Review

Additive Manufacturing (AM) is a game changing production technology for aerospace applications. Fused deposition modeling is one of the most widely used AM technologies and recently has gained much attention in the advancement of many products. This paper introduces an extensive review of fused deposition modeling and its application in the development of high performance unmanned aerial vehicles. The process methodology, materials, post processing, and properties of its products are discussed in details. Successful examples of using this technology for making functional, lightweight, and high endurance unmanned aerial vehicles are also highlighted. In addition, major opportunities, limitations, and outlook of fused deposition modeling are also explored. The paper shows that the emerge of fused deposition modeling as a robust technique for unmanned aerial vehicles represents a good opportunity to produce compact, strong, lightweight structures, and functional parts with embedded electronic.

     

无人配送车模块化功能设计研究

目的 基于无人配送车模块化设计应用研究,探索无人配送车功能的设计优化和造型升级,提高其灵活性和可扩展性,使其适应不同的场景和需求。方法 通过模块化理论分析和无人配送车应用场景、技术结构的功能分析,将其整车系统划分为基型模块、改型模块,以及附加模块。按需更换功能模块,覆盖更广的无人配送领域,以应对配送的多场景化,并以团队无人配送车设计实践应用进行验证,证明基于功能配置下无人配送车模块化设计方法的有效性。结果 模块化设计实现了无人配送车的“一车多能”、快速的组装和拆卸、方便的维护和升级,同时减少无用的组装和调试时间,提高了工作效率,增强了对市场变化和用户需求的快速反应能力。结论 通过模块化功能设计研究和多场景设计实践,证明无人配送车模块化设计的性能和可靠性,满足用户需求和产品结构的多样化,以适应日益复杂的使用环境。     

无人机控制站人机界面设计可靠性的综合评判

基于无人机任务规划与控制站人机界面设计可靠性优劣的递阶结构,建立评价其设计可靠性优劣的指标体系.在此基础上运用模糊综合评判方法对某型无人机任务规划与控制站人机界面设计可靠性进行了综合评价.实例说明评价结果客观可靠.     

无人机回收气囊减震性能有限元参数分析

目的伞降-气囊回收方式是目前无人机回收的主要方式,气囊能够在回收过程中很好地起到降低过载、限制反弹、保护设备的作用,研究气囊在回收过程中的回收特性对于加快无人机研制进度,提高无人机的回收质量具有重要意义。方法采用有限元模拟方法对无人机回收过程中气囊的减震特性进行研究,以单个气囊为研究对象,分析气囊充气后压力、气囊排气孔面积和气囊放气压力对气囊减震性能的影响,并对气囊参数进行优化。将优化过的气囊应用于某型高亚音速无人机,并对其减震特性进行验证。结果充气后压力、排气孔面积和放气压力等气囊参数无论过大还是过小都会影响减震性能,实际应用中必须根据实物具体情况,确定一组合理的气囊参数。某型高亚音速无人机采用双气囊减震方案,在进行气囊参数优化后,回收时其重心位置的加速度明显减小,飞机回弹速度及剩余速度也得到明显改善,满足了机体及机载设备对回收过载的要求。结论采用有限元对气囊的分析和优化方法对于气囊的设计具有较强的指导意义。     

Additive Manufacturing of Porous Structures for Unmanned Aerial Vehicles Applications

Unmanned aerial vehicles (UAVs) have shown promising benefits in many applications. This has been enabled by the emergence of additive manufacturing (AM), which give the designers a large amount of geometrical freedom. In this paper, a novel design process of fused deposition modeling (FDM) combining both topology and infill optimization is introduced for AM of high performance porous structures. Tensile testing of FDM printed samples is first carried out to study the effect of the build orientation on the mechanical properties of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) samples. It is found that samples built perpendicular to the load axis are the weakest with a tensile strength of 29 MPa and Young's modulus of 1960 MPa. The materials properties are fed to the finite elements analysis (FEA) for geometrical topology optimization, aiming to maximize stiffness and reduce weight of those parts. Afterwards, an infill optimization is carried out on the topology optimized parts using different mesostructures such as honeycomb, triangular, and rectangular to achieve high structural performance. The results showed that triangular pattern with 50% infill density had the lowest developed stresses, less mass, and strain energy when compared to other structures. Optimum UAVs parts of a quadcopter are successfully manufactured, assembled, and tested.

     

基于虚拟现实的遥控型无人特种车辆交互设计研究

目的 探索虚拟现实技术下遥控型无人特种车辆交互范式,提升遥控型无人特种车辆作业效率和用户体验。方法 通过eGOMS模型分别对虚拟现实场景和真实场景的遥控型无人特种车辆交互流程进行建模,并对所得模型进行操作时间的预测与分析,采用RoboMaster平台对用户在两种不同场景下开展绩效实验与NASA-TLX问卷访谈。结合主客观两个方面,对交互过程进行综合评价。结果 量化作业绩效实验数据与用户脑负荷问卷感受数据对比结果同时呈现虚拟现实交互更具有优势,但具体作业时间与模型预测有差异;实验的结果显示,无论是虚拟现实还是真实场景,基于eGOMS模型预测的交互操作时间均大于用户实际交互操作时间。结论 虚拟现实技术可以有效提升遥控型无人特种车辆交互的用户体验与作业效率,提升车辆控制交互系统的易学性;研究也进一步发现eGOMS模型中的标定与插入规则需要适当更新以适应专家用户。虚拟现实技术将有效地提升遥控型无人特种车辆的作业效能,大幅降低高危岗位人员的作业风险,从而促进遥控型无人特种车辆在消防、抢险救灾、国防等领域的普及应用。     

面向空气动力学优化的电动汽车造型设计研究

从汽车造型设计的比例、容积、曲面、细节4个层级出发,逐层分析了未来具有优秀空气动力学性能的电动汽车在比例、容积、曲面、细节中应该具有的特点。提出了要设计未来具有优秀空气动力学性能的电动汽车应该打破过去的"汽车式"的比例容积安排,改变过去"大功率高能耗"的曲面语言,转而探索符合电动汽车设计理念的环保、高效、自然的曲面语言,并且在细节上辅以与电动汽车比例、容积和曲面统一的、合理体现电动汽车技术特点的细节。     

基于无人机图像的风力发电机叶片缺陷识别

针对风力发电机叶片人工检测低效,缺陷诊断难的问题,提出一种基于无人机与图像处理的风力发电机叶片缺陷识别方法。通过Halcon 12与Visual Studio 2015的联合开发,实现图像处理流程、检测结果输出以及缺陷回放等功能,包括相机标定、通过快速自适应加权中值滤波处理图像、动态阈值分割叶片图像缺陷特征,利用区域处理识别裂纹和砂眼等缺陷,并对缺陷进行分类与测量以及输出对叶片质量的分析报告等,实现风力发电机叶片表面缺陷的自动检测功能。通过实例验证了该方法在风力发电机叶片表面缺陷检测中的较高精确性与算法稳定性。