PDC钻头的尺寸还原与数控加工仿真

对现有的进口高性能PDC钻头进行逆向重构,采用基于点、曲线、曲面的建模方法,对从点云数据的获取、点云数据的预处理到点云数据的重构及CAD模型的建立和数控加工仿真等一系列关键技术展开CAD/CAE/CAM一体化研究.     

基于CAD/CAE集成的注射模冷却系统分析评估方法

为了在注射模设计阶段快速评估冷却系统的冷却效果,提出一种基于CAD/CAE集成的冷却系统分析评估方法。在CAD平台中自动提取冷却水路的中心线信息,生成适用于CAE平台分析的有效水路中心线;在CAE平台中进行冷却系统模型的自动重构、网格划分和冷却分析,并提取分析结果的关键数据,根据合理的评分标准,实现自动生成冷却效果评估报告的目标。利用VB.NET开发语言,在UG和Moldflow平台上实现了程序的开发,并通过实例对该评估系统的实用性进行了验证。     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

基于CAD/CAE/MDO集成的注塑件浇注系统多目标优化

研究开发了基于CAD/CAE/MDO集成的注塑模具浇注系统多目标优化设计平台,建立了CAD几何信息和CAE网格信息的关联,实现了CAD/CAE集成.针对注塑浇注系统设计问题,分析了浇注系统尺寸参数和产品质量间的相关性,以此确定浇注系统尺寸参数,并根据注塑生产实际制定浇口位置筛选标准,基于Kriging代理模型设计优化实...     

XH715立式铣削加工中心立柱结构的拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH715立式铣削加工中心的整机模型,并进行动态分析,找出其薄弱环节,通过实验验证其正确性.采用连续体ICM拓扑优化方法,基于HyperMesh软件,以模态频率为目标,建立并求解了考虑受力状态的约束模型,得到的拓扑形状清晰,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

重构模型精度的评定和产品改进

以叶片CT 扫描后的数据点云为研究对象,对其进行数据预处理、曲线拟合以及重构模型.针对重构模型采用了两种方式评定重构模型质量,第一种方式是以叶片重构模型与其CAD模型的均方误差、平均误差以及最大误差来评定总体重构精度.另一种方式就是以重构模型上的截面曲线与CAD模型上的对应理论曲线的均方误差、平均误差、最大误差、截面曲线周长和截面面积来评定重构模型局部重构质量.此外,在重构模型的过程中,对拟合的曲线进行等比例缩放,从而改进产品模型,得到一系列形状相同,尺寸不同的产品族.     

基于自由变形的航空叶片模型快速修正北大核心

使用传统重构方法对航空叶片模型进行重构需要对叶片实际点云进行点云分割,曲面拼接等复杂操作,重构效率较低。针对此问题,提出了一种基于自由变形的航空叶片模型快速修正方法。首先,将叶片设计模型离散点云与叶片实际点云数据进行点云配准;其次,通过KD-tree计算叶片模型的特征点集与实际点云数据的误差,结合自由变形算法实现叶片设计模型局部或整体误差快速修正;最后,进行拓扑重构,完成叶片设计模型变形修正。实验结果表明,与传统方法重构的叶片设计模型相比,所提方法算法效率与重构精度得到显著提升,将重构精度提升至0.092 8 mm,并且算法运算效率为传统重构方法的7.231倍。     

基于Geomagic的CAD模型重建技术研究

三维CAD模型重建是逆向工程中的关键技术.笔者从数据获取、点云数据预处理、数据分割与曲面重构、CAD模型构造4个基本步骤对CAD模型重建技术进行了分析和总结;并结合Geomasic软件的操作,给出了CAD模型重建的实例.最后对CAD模型重建技术进行了总结.     

基于特征的汽车覆盖件反求建模方法

汽车覆盖件具有结构比较复杂的特点,针对某一汽车覆盖件的实测散乱点云数据实例,采用基于特征的反求工程CAD建模系统RE-SOFT,根据基于特征的反求工程建模策略,按照曲率分析、点云分块、特征提取、曲面重构、模型生成等步骤,完整地进行了模型重构的过程。使整个模型准确地再现了原始设计的特征结构,完全实现了特征建模的模型重构过程。     

基于点云的机器人激光焊接轨迹自动提取方法

为越过从点云到CAD模型的重构,实现自由摆放立板的自动焊接,提出一种基于测量点云的机器人激光焊接轨迹自动提取方法。利用均匀采样法对点云进行简化，利用统计滤波剔除点云测量背景噪声，并对点云进行整体倾斜校正；提出一种数据扫描策略以实现组合立板顶面与底面的快速分割；在Alpha Shape算法识别出的立板顶面边界点基础上，采用距离约束去改进RANSAC算法，快速拟合出组合立板顶面边界轮廓；通过对分段顶面边界的快速排序及拓扑关系的还原，获得组合立板的角点；在此基础上，完成机器人激光焊接轨迹的自动构造。实验结果表明:该方法无需重构点云的CAD模型就可直接从测量点云中提取焊接轨迹，从而有效保证自由摆放立板的自动焊接。     

铸造CAD/CAE智能冒口工艺优化设计

基于华铸CAE和UG平台,开发了铸造CAD/CAE铸钢件智能冒口优化设计CAD系统,实现铸造工艺设计(CAD)与模拟仿真(CAE)的紧密结合。首先,使用CAE模拟得到不带冒口工艺的铸钢件的孤立液相区信息;接着应用二次开发技术,在UG显示孤立液相区,然后结合周界商法,自动建立冒口的三维模型;最后以简单铸件为例,进行了实际浇注实验,设计结果基本合理。系统实现了冒口工艺的自动设计,为模拟验证乃至实际生产提供较佳的推荐方案。该技术能提高冒口工艺设计效率与精度,缩短设计周期,保证产品质量,提高工艺出品率。     

关于复杂形面数据化重构的探讨

通过对西门子电话机壳上表面数字化重构研究,介绍了surfacer和UG软件对测量的数据进行CAD模型的重建技术和方法。     

基于模型定义的阀门产品全三维数字化设计技术应用

作为工业管路系统的常用控制装置,阀门产品设计长期采用以二维工程图为主、三维模型为辅的计算机辅助设计( CAD)技术应用模式。基于模型的定义( MBD)技术,代表了当期CAD技术的最新发展和未来应用趋势。通过分析总结阀门产品的设计模式和CAD 技术应用现状,在通用三维CAD软件UG NX平台下,以典型阀门产品为例,围绕零件建模、部件装配、总装建模、基于三维模型的二维工程描述等内容,给出了阀门产品模型的MBD数据集表示规范,以探讨基于MBD的阀门产品全三维数字化设计技术应用,寻求以集成了完备设计与制造信息的三维模型作为产品生命周期中的主数据源。     

铝硅合金铸件补缩工艺辅助设计平台研究与开发

通过对铝硅合金简单件补缩系统进行设计,对凝固时间与冒口尺寸的关系进行研究,提出了一种基于数值模拟的补缩系统计算模型;同时对浇注系统设计常见方法进行归纳总结,提出浇注系统设计模型;以MyEclipse软件作为系统开发平台,Java语言进行脚本程序的编译,通过MySQL和JDBC组件完成对数据库的创建、管理;通过平台编译、连接,完成铝硅合金铸件补缩工艺辅助设计平台的开发,最后以泵壳体为例,对本系统的准确性和可靠性进行了验证。     

基于变密度法的动载结构梁拓扑优化设计

自动化流水线中吊臂搬运是比较常见的一种运输形式,吊臂导轨的承重梁在运输货物时承受垂直向下且位置随时间周期性变化的重力作用,造成周期性变化的形变。此形变对整个装置的稳定性、安全性和寿命具有重大影响。对承重梁在运输货物时受力进行分析,以位置变化的动载作为约束,建立基于变密度法的拓扑优化数学模型;引入通用性强的优化准则,采用以卷积方程为基础的过滤器,消除由于棋盘格和网络依赖所造成的不确定性;借用MATLAB建立相应的数学模型进行拓扑优化,根据优化结果建立相应的三维模型,将模型导入ANAYS进行静力变形分析;将试验数据与仿真结果进行对比,验证了仿真结果的可信度和拓扑优化方法的可行性。最终设计在屋顶窗吊装搬运装置中应用效果良好,为此类承重梁结构设计提供了参考。     

混联式重载铸造机器人结构设计与分析

针对现有浇注技术的不足,为解决人工浇注和串联机器人固定工位浇注存在的负载小、柔性度不足和工作效率低等问题,基于机构拓扑结构理论,设计了一种5自由度混联式重载铸造机器人。介绍了铸造机器人的总体设计方案和工作原理,完成并联工作臂的设计和自由度计算;并运用ADAMS软件对并联工作臂进行运动学仿真分析与模型控制设计,对浇包的运动规律与并联工作臂滑台位移变化规律进行了分析。结果表明,并联工作臂的结构设计可靠合理,所设计的混联式可移动重载铸造机器人能够满足浇注要求,提高了浇注效率。     

基于实体拉深筋的汽车覆盖件冲压成形同步仿真技术

基于Siemens NX平台的几何关联和参数关联技术,采用UG/OPEN API开发了汽车覆盖件冲压成形同步仿真系统FASTAMP_NX,该系统实现了CAE分析模型与产品工艺方案CAD模型的同步更新,避免了CAD/CAE之间数据转换导致曲面丢失和精度损失问题,解决了设计频繁变更时CAE重复建模的问题,实现了真正意义上的同步仿真,以某汽车发动机后挡板件的实体拉深筋拉延成形模拟及工艺方案改进为实例,验证了该系统的有效性和实用性。     

基于快速成型的病态膝关节建模技术

针对医学领域中人工关节制造的多样性、复杂性的特点,提出了一种基于CAD技术和快速成型技术的膝关节三维建模方法。以膝关节CT图片为数据源,通过灰度分割法调整阈值,提取骨骼层片边缘轮廓,导入CAD软件,经过曲线重构、曲面重构实现三维模型重构,输出STL文件,采用快速成型技术制造出膝关节原型。结果表明：该技术可以实现个体化人体器官快速成型三维模型的准确构建。     

一套新型的CAD软件及其应用

介绍了一套新型的CAD软件的基本功能和使用方法;以一个自由度的模型为例子,详尽地说明了使用该套CAD软件进行系统零件的结构设计、系统的有限元分析、系统的运动分析以及运动控制和仿真的过程.     

基于CATIA自定义特征的汽车覆盖件产品设计同步仿真系统

基于CATIA自定义特征,开发了汽车钣金产品可成形性分析与毛坯展开系统BEW(Blank EstimationWizard),该系统将CAE模型作为CATIA的特征集成于CAD平台上,重点解决BEW系统中CAD设计与CAE分析模型同步更新技术,主要包括产品曲面,以及材料参数、工艺参数、网格剖分、中性层偏置等。开发了汽车覆盖件产品设计同步仿真系统,以避免在平台转化过程中模型数据丢失与精度损失,减少产品设计初期CAE反复建模的时间,提高了设计人员的工作效率。