Z-map模型点云的边界提取及光顺处理

针对一组具有型腔曲面特征的点云,利用分层切削法,并借鉴刘炉山提出的求解截面数据点的算法,提出分层提取边界的算法.将点云网格化,确定分层平面,在每个分层平面上求出边界点集,并区分出分别属于型腔和岛屿的边界点,利用B样条曲线拟合技术进行光顺处理.实际应用结果表明:采用该方法进行边界线的提取,运算速度快,效果较好.     

基于边界元法的站场阴极保护数值模拟软件设计与开发

边界元法在阴极保护电位分布计算方面有着明显的优势,采用边界元法对数值模型边界进行离散,计算节点少,计算速率快。站场阴极保护数值模拟软件基于边界元法对站场阴极保护电位分布进行计算,得到可视化结果,通过该结果可以发现屏蔽和干扰位置,对辅助阳极位置进行优化,从而解决站场阴极保护系统腐蚀区域不能预测的困难,使站场阴极保护系统工程更加合理有效。     

基于数字孪生的生产状态可视化平台开发北大核心

为实现生产状态各要素、各工艺、各信息数据的可视化展示,提出了基于数字孪生虚拟模型及数据驱动图表的生产状态可视化平台(DT/DC-VP)。并基于数字孪生虚实融合技术和图表可视化技术设计了DT/DC-VP的体系架构,在此基础上对DT/DC-VP的多源异构数据采集、孪生场景的模型以及运动学构建、数字孪生前端可视化构建等的关键实现方法以及功能展开研究。最后借助实际项目将该可视化平台应用于某示范焊接生产线,实现了生产状态实时、稳定、高效、精准的可视化效果,从而验证了DT/DC-VP的可靠性与稳定性。     

连续刚构桥Dynamo自动建模及可视化监控技术研究

以某铁路连续刚构桥工程为例,基于Revit平台,采用Dynamo三维可视化编程软件进行二次开发,实现自动建模连续刚构桥,然后将监控结果通过编码与BIM模型数据进行关联,将梁体应力数据与线形监控数据通过Dynamo可视化编码软件实现可视化,并将现场监控实测数据与可视化模型数据进行对比,验证其准确性。该研究旨在提高特殊结构桥梁施工监控数据可视性,并解决施工监控数据与结构受力状态不对应的问题。     

考虑切削轨迹可视化的加工线仿真研究北大核心

针对柔性加工线仿真软件鲜有兼具实时数据驱动的设备动作仿真与切削轨迹可视化仿真问题,研究了自动加工线可视化仿真建模要素,提出了基于数据-机构-逻辑的虚拟样机仿真框架与柔性加工线仿真中数据建模方法,通过仿真运动副实现虚拟设备的动作仿真,通过虚拟刀具路径3D可视化模块实现加工线中数控机床刀具切削过程的轨迹可视化仿真,研究了用于虚拟设备逻辑控制的QCode指令系统,设计并开发了面向柔性加工线仿真的虚拟样机原型平台软件,在汽车零部件加工线实例中进行了应用验证,仿真应用表明该虚拟样机软件在兼顾加工线设备动作仿真和刀具轨迹可视化仿真的有效性。     

基于Echarts的模具生产运维管理系统研究

开发了一款具有数据集成、自动分析、可视化展示等功能的模具生产运维管理系统.基于Visual Studio软件的二次开发,实现了多类型异构数据源的数据导入、数据集成.基于统计学知识,构建元数据模型,实现了基础生产信息处理及多维度分析.基于Echarts可视化技术,实现了多维度分析后的数据可视化展示.以某模具企业生产塑料模...     

闭式叶盘叶身加工切触点规划算法研究与实现

闭式整体叶盘是现代高推重比航空发动机采用的新结构。在对闭式整体叶盘叶身造型方法分析的基础上，提出基于叶片防扭曲高质量造型的等误差切触点规划算法，详细描述了算法中边界参数点确定、切削行参数划分、走刀步长确定和型值点网格化四个步骤，给出了该算法的在UGCAD系统中的实现及工程应用实例。实践证明，该算法可以保证加工质量、提高加工效率、节省系统资源，具有较强的工程实践意义。     

逆向工程中散乱点云的边界线自动提取方法

复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取边界线对重建模型的品质和精度起着重要作用。在研究基于图像法的点云数据边界特征自动提取的基础上,提出了利用各点处场力大小对边界点进行优化的方法,可以避免噪声点对边界轮廓形状的影响。通过对边界点进一步拟合形成边界曲线,达到对点云数据进行自动划分的目的。该方法具有较强的可操作性和实用性。     

基于华铸CAE的液态成形模拟结果CGNS格式文件研究

提出了一种将CGNS(CFD通用标记系统)格式文件数据向液态成形模拟的流场格式数据转换的方法。首先，读取了CGNS文件中的空间拓扑数据，根据不同的网格类型分别读取；其次，读取了CGNS文件中的物理数据，包括温度、压力、液相率等；最后，开发了基于华铸CAE软件的CGNS数据读取与可视化软件并进行测试。结果表明，该方法可成功读取CGNS格式文件并进行可视化。     

基于Java3D的产品数据信息的可视化

分析了现有可视化技术的不足,提出了用Java 3D实现产品数据信息的可视化,深入研究了用Java 3D实现可视化的机理和方法,并给出了具体的应用实例。     

Study on boundary search method for DFM mesh generation

The boundary mesh of the casting model was determined by direct calculation on the triangular facets extracted from the STL file of the 3D model. Then the inner and outer grids of the model were identified by the algorithm in which we named Inner Seed Grid Method. Finally, a program to automatically generate a 3D FDM mesh was compiled. In the paper, a method named Triangle Contraction Search Method (TCSM) was put forward to ensure not losing the boundary grids; while an algorithm to search inner seed grids to identify inner/outer grids of the casting model was also brought forward. Our algorithm was simple, clear and easy to construct program. Three examples for the casting mesh generation testified the validity of the program.     

Grain Boundary Conformed Volumetric Mesh Generation from a Three-Dimensional Voxellated Polycrystalline Microstructure

We present a new comprehensive scheme for generating grain boundary conformed, volumetric mesh elements from a three-dimensional voxellated polycrystalline microstructure. From the voxellated image of a polycrystalline microstructure obtained from the Monte Carlo Potts model in the context of isotropic normal grain growth simulation, its grain boundary network is approximated as a curvature-maintained conformal triangular surface mesh using a set of in-house codes. In order to improve the surface mesh quality and to adjust mesh resolution, various re-meshing techniques in a commercial software are applied to the approximated grain boundary mesh. It is found that the aspect ratio, the minimum angle and the Jacobian value of the re-meshed surface triangular mesh are successfully improved. Using such an enhanced surface mesh, conformal volumetric tetrahedral elements of the polycrystalline microstructure are created using a commercial software, again. The resultant mesh seamlessly retains the short- and long-range curvature of grain boundaries and junctions as well as the realistic morphology of the grains inside the polycrystal. It is noted that the proposed scheme is the first to successfully generate three-dimensional mesh elements for polycrystals with high enough quality to be used for the microstructure-based finite element analysis, while the realistic characteristics of grain boundaries and grains are maintained from the corresponding voxellated microstructure image.     

金属成形有限元模拟四边形网格自动划分方法

对四边形网格自动生成方法进行了研究。将目前网格划分效果较好的铺路法进行了改进，重新设计了网格生成的总体算法，单元由边界向区域内部不再逐层生成，而是逐段或逐个生成，直到网格布满整个区域。本算法还解决了有关的关键技术，其中包括网格交叉处理，边界的光滑处理，网格的整合和光滑等。最后给出了网格划分实例，验证了算法的可靠性和稳定性。     

板料成形有限元模拟中自适应三角形网格的研究

针对非规则几何区域的有限元网格剖分,提出了栅格法与推进法结合的新的三角形自适应剖分算法、三角形单元网格的动态自适应加密和聚合算法和基于板料模具穿透量的加密判据和基于法矢量的聚合判据,实现了空间三角形单元网格的划分、自适应加密、动态聚合和重划分.     

狭长三角网格优化方法的研究及实现

传统的三角划分不适合许多实际的应用,在复杂表面进行三角划分过程中,往往会出现局部狭长三角形.通过对传统优化方法的讨论,文中提出了局部网格狭长三角形优化的方法, 此算法有效地删除狭长三角形使网格具有良好的形态.     

环件辗扩过程仿真中的自适应单元重划分

在环件辗扩过程动力显式有限元分析中发现,大变形造成单元的畸变。研究了单元自适应重划分算法。在分析工件单元变形的度量基础上,提出了基于空间域离散误差的单元重划分触发准则。基于传统的栅格法思想,针对环件辗扩的特殊性建立了标准栅格,通过边界拟合和节点平滑完成了重划单元的生成。通过平滑物理量、新单元节点在旧单元中包含测试以及新旧单元间物理量的映射完成了物理量的继承和传递。最后,通过算例验证了单元自适应重划分算法的有效性。     

金属塑性成形三维六面体网格自适应生成技术及应用

有限元网格模型的质量是决定塑性成形有限元模拟结果的精度和可靠度的关键因素之一。文章提出了基于实体模型几何特征六面体网格自适应生成算法,在表面曲率较大和厚度较小的区域实现局部加密;提出了穿插法边界拟合方法,避免特征边界点的反复搜索,提高有限元网格生成的效率,实现网格与实体模型表面精确拟合。几个复杂几何模型的网格自动划分结果,验证了该算法的实用性和有效性。     

STUDY ON THE PROBLEMS OF CONTACT IN THE NUMERICAL SIMULATION OF SHEET FORMING

1.IntroductionThesimulationofshellformingprocessisoneofthemostactiveaspectsintheresearchofFEManalysisforplasticformingatpresent,itsanalyzingobjectismainlymetalandplasticformingprocess.Therigidviscthplasticfiniteelementmethodisoneofanalysismethodsofsheetformingprocesses.Thismethodisusedinanalyzingpolymerblowmolding[1],vacuumforming,superplasticforming[Z13]andsheetmetalformingI4'sl.Inthismethodtheproblemofcontactisoneofthekeytechnicalproblems,whichisalwaysthekeydifficultytosolveinFEManalysis…     

面向未知复杂曲面的视点自主规划方法

针对未知复杂曲面的视点规划问题,提出一种基于边界检验进行视点自主规划的方法。基于初始视点采集的曲面点云数据建立网格模型,依据边界边与三角形的关联属性,提取当前网格模型的边界;基于边界边之间的连通性和边界的封闭性,聚类闭合边界,进而根据闭合边界的相对长短区分外边界与孔洞边界;将外边界依据边界间方向向量的夹角偏差进行分段,对应不同潜在趋势面,采用二次曲面拟合估计趋势面并求导计算法矢,结合主成分分析法确定边界最大主成分方向进行视点规划;然后基于孔洞的中心、大小与中心的法向量规划孔洞区域的观测视点;最后使用规划的外边界和孔洞的视点观测当前模型边界,进行真伪边界判断自主决策视点规划是否终止。以汽车后保险杠为规划对象,试验结果表明：该方法能够自主实现未知复杂曲面三维测量时的视点规划任务,平均每个视点规划用时67 ms,总体建模时间用时约6 min;累积覆盖率达到100%,在扫描时间和完整性方面具有良好性能。     

五轴数控渐进成形中挤压工具姿态的确定

在基于STL模型的五轴数控渐进成形中,为了避免三角面片边界处挤压工具的姿态发生突变现象,提出一种挤压工具姿态确定方法。首先,根据挤压工具头中心点与三角面片的位置关系,将工具头中心点分为位于三角面片顶点、三角面片边和三角面片内部3种类型;然后,对不同类型的工具头中心点,分别采用不同的距离加权算法,计算工具头中心点的法向量;最后,根据工具头中心点的法向量和挤压工具轴相对于工具头中心点法向量的引导角和倾斜角,确定挤压工具姿态。采用VC++和OPENGL完成算法的系统实现。算法应用实例表明,所确定的挤压工具姿态变化平缓,在三角面片的边界处,没有发生挤压工具姿态突变现象,软件运行稳定可靠。