基于边界曲线的细分曲面控制网格的生成研究

构造细分曲面的初始控制网格是利用细分曲面技术进行自由曲面造型过程中的一个重要问题。该文提出一种基于边界曲线的初始控制网格构造方法,其中包括曲线的离散化、基曲面边界回路识别以及回路内控制网格的生成等过程,以实现任意拓扑结构边界曲线的控制网格的生成。该方法在多种不同的曲线模型上进行了测试,简化了曲面造型的网格生成过程,可有效提高自由曲面的设计效率。     

曲面有限元网格引线织就生成法

离散曲面边界并初始化可出发构造新单元的单元边线段序列,依次从序列中的单元边线段出发,采用线段定向布点法或圆定向布点法,构造用于确定新节点生成位置的待选点集。从待选点集或曲面上已有的网格节点选择合适的点参与新单元的构造,并利用曲面参数域检查新单元的网格拓扑相容性。随节点、单元边线段和新单元交替生成,最终生成符合有限元分析要求的曲面网格。关键区域网格的自适应加密,则采取网格密度规划方式,通过构造曲面有限元自适应网格单元尺寸信息场来加以实现。     

Mastercam X创建网格曲面-在模具造型设计中的应用

在CAD／CAM技术中，创建曲面是用来构建模型以及产生加工路径和生成加工程序的重要工具和手段。创建网格曲面是Mastercam X版本的新增功能，在模具三维造型设计中应用该功能可以创建复杂的空间自由曲面，本文通过实例介绍创建网格曲面的方法。     

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用“区域划分”的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。     

G1连续三角Bézier曲面模型快速生成算法

提出一种由三角网格曲面构造 G1连续三角Bézier曲面算法,该算法基于三角网格曲面动态空间索引结构获取网格顶点的局部型面参考数据,根据三角平面片局部型面参考数据构造三次三角Bézier曲面片,将三次三角Bézier曲面片升阶到五次,解决了五次三角Bézier曲面片G1拼接时的约束几何条件冲突问题,生成了整体G1连续的三角Bézier曲面,实例证明算法数据适应性强,可快速准确生成G1连续的三角Bézier曲面.     

基于STL模型的快速曲面网格生成

引入参考平面,将曲面网格生成问题降维为二维平面网格生成问题,实现了一种新的STL模型曲面网格生成算法。新算法采用特征保持的模型分解过程,放宽了子域的限制条件。基于局部性假设降低了将平面网格点反映射到曲面上算法的复杂度,保证了程序的高效率。改进了拉普拉斯光顺算法,提高了曲面网格质量。实验表明,该算法速度快,网格质量满足有限元分析需求。     

基于网格曲面模型的等残留刀位轨迹生成方法

三角网格曲面因其快速灵活、拓扑适应能力强等优点,在与制造业密切相关的航空航天、汽车、造船以及模具等工业领域得到越来越广泛的应用。针对网格曲面加工截面线型路径与边界不一致性等问题,提出一种保持边界一致的等残留刀位轨迹生成方法。该方法以减少抬刀、路径转接为目的,并综合考虑刀具轨迹几何与运动力学性能。首先对网格曲面局部区域进行精确拟合,进而给出一种网格曲面上曲线的偏置方法。以此为基础,对网格模型的边界轮廓进行等残留偏置,从而生成精确的刀位轨迹。实例表明该轨迹生成方法简便、可靠,具有良好的边界一致性,并可显著提高加工的效率和精度。     

面向STL模型的几何自适应曲面网格生成

采用保特征的模型分解方法将STL模型分割为多个子域,并为每个子域构建参考平面,将一类基于映射思想的前沿推进曲面网格生成算法应用于子域网格生成.在子域上构建G1连续的三角Bemstein-Bézier曲面,利用曲面的方向导矢计算子域的黎曼度量,在黎曼空间生成参数平面网格,以消除映射畸变.考虑曲面曲率和邻近特征计算边界采样点尺寸,利用采样点的Delaunay三角化为背景网格建立几何自适应尺寸场,通过尺寸场光滑化确保不同尺寸网格之间的合理过渡.数值试验表明,算法能针对复杂的STL模型生成高质量的自适应网格.     

复杂曲面模具测量、造型与加工一体化系统——3MS

介绍了复杂曲面模具测量、造型与加工一体化系统（３ＭＳ）的结构和主模块功能，重点分析了ＣＡＭ模块的设计思想。该系统是基于复杂曲面模具测量、造型和制造一体化的概念而开发的，其核心包括散乱数据的三角划分及其网格优化、三角曲面造型和刀具加工轨迹生成等模块。     

AutoCAD图形的三角形网格划分方法

介绍了对AutoCAD线框模型进行三角形网格划分的方法。本算法适应于AutoCAD生成的任何平面域 ,以及旋转面和平扫面两种曲面。将AutoCAD的造型功能和本算法结合起来 ,可方便地为有限元计算提供网格模型。     

An adaptive mesh model for 3D reconstruction from unorganized data points

Reconstructing exact topology mesh from data points is one of the most important tasks in the fields of industrial CAD/CAE/CAM, computational vision and reverse engineering. In this paper, a deflation algorithm that integrates an adaptive mesh and physical constraint model is presented for the 3D reconstruction of geometric-closed shape (genus 0) from unorganized data points. First, an initial mesh is formed using the Delaunay algorithm. Second, an asymptotic deforming performance is accomplished to deflate initial mesh towards the local concave boundary step-by-step. In this phase, a physical constraint model of coupled particle systems based on particle dynamics and Newtonian law of motion is constructed, and the model dynamically controls mesh deformation as a behavior constraint. To guarantee that the resultant mesh is homeomorphous to the original surface of data points, a continuously deforming mechanism, visibility cone and collision-detecting criterions are designed. At last, experimental results in reverse engineering which supports the usefulness of this method for reconstruction .     

Feature-based non-manifold modeling system to integrate design and analysis of injection molding products

Current CAE systems used for both the simulation of the injection molding process and the structural analysis of plastic parts accept solid models as geometric input. However, abstract models composed of sheets and wireframes are still used by CAE systems to carry out more analyses more efficiently. Therefore, to obtain an adequate abstract model, designers often have to simplify and idealize a detailed model of a part to a specific level of detail and/or abstraction. For such a process, we developed a feature-based design system based on a non-manifold modeling kernel supporting feature-based multi-resolution and multi-abstraction modeling capabilities. In this system, the geometric models for the CAD and CAE systems are merged into a single master model in a non-manifold topological representation, and then, for a given level of detail and abstraction, a simplified solid or non-manifold model is extracted immediately for an analysis. For a design change, the design and analysis models are modified simultaneously. As a result, this feature-based design system is able to provide a more integrated environment for the design and analysis of plastic injection molding parts. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Tae Hee Lee Sang Hun Lee received his B.S., M.S., and Ph. D. degrees in Mechanical Design and Production Engineering from Seoul National University, Korea, in 1986, 1988, and 1993, respectively. Dr. Lee is currently a Professor at the School of Mechanical and Automotive Engineering at Kookmin University in Seoul, Korea. His research interests include CAD/ CAM, human-centered design and engineering, digital human modeling and simulation, computer-aided automotive design and manufacturing., and computer-aided tooling design.     

利用CAD/CAE技术进行骨骼的计算机模拟仿真

应用CAD的自由形状实体建模技术,在计算机上构造人体骨骼的三维实体仿真模型,以此为基础建立骨骼的力学分析有限元模型,并进行线性和非线性有限元分析,初步计算出骨骼的应力、应变分布情况,为进行医疗康复器械的最优设计提供了科学的依据。     

Modeling of fretting wear evolution in rough circular contacts in partial slip

This paper presents a numerical model that maps the evolution of contact pressure and surface profile of Hertzian rough contacting bodies in fretting wear under partial slip conditions. The model was used to determine the sliding distance of the contacting surface asperities for one cycle of tangential load. The contact pressure and sliding distance were used with Archard's wear law to determine local wear at each surface asperity. Subsequently, the contact surface profile was updated due to wear. The approach developed in this study allows for implementation of simulated and/or measured real rough surfaces and study the effects of various statistical surface properties on fretting wear. The results from this investigation indicate that an elastic–perfectly plastic material model is superior to a completely elastic material model. Surface roughness of even small magnitudes is a major factor in wear calculations and cannot be neglected.     

弧齿锥齿轮大轮齿面的三维仿真

基于格里森机床由运动学方法和啮合方程推导出大齿轮齿面方程，采用I—DEAS软件，通过由齿面方程得到的曲率线网构造出齿轮齿面，做成弧齿锥齿轮的三维仿真模型。     

基于CAE分析的塑件3D制造技术的研究

为提高塑件生产质量,研究了CAE技术应用于注射模设计,论述了该技术的优点和意义;结合具体塑件,在浇注、冷却系统确定的前提下,CAE分析能够模拟注射过程,以流动、冷却和翘曲分析为例,分析结果以3D彩图形式给出,形象直观.通过应用CAE分析克服了以往只有在试模中才会发现的问题,缩短模具设计、制造周期,优化了注射模设计,提升了塑件质量.     

一种复杂曲面展开的通用算法

提出了一种基于几何展开/力学修正的复杂曲面展开的通用算法,实现复杂曲面的展开.首先,对三维曲面进行三角化,用三角片模型来表达三维曲面;然后,采用几何展开的方法将三维曲面展开为初始二维平面;最后,提出一种改进的能量法优化算法,建立能量模型,对初始展开平面进行优化,得到最终展开结果.由于采用了能量法对初始展开片面进行优化,曲面展开的精度较易控制,因此能够更有效地解决CAD/CAM中的曲面展开问题.     

基于ANSYS的电热产品热场分析方法与应用

针对CAD＼CAE软件的特点，给出了三维模型温度场分析的一般方法，并就CAD软件和CAE软件之间的数据交换问题提出了相应的解决方案。以电热产品为例，介绍了对具有内热源的三维稳态问题的分析流程和具体应用。     

UG的参数化建模方法及三维零件库的创建

UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,具有强大的参数化设计功能,在设计和制造领域得到了广泛的应用.其参数化功能能够很好反映设计意图,参数化模型易于修改.本文以UGNX为支撑平台,介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法,结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤,并创建立一个简单的零件库.     

面向虚拟制造的塑料注射成形CAE模拟

虚拟制造是塑件及模具计算机辅助设计技术的发展方向,为了有效地将CAE集成到塑料注射件的虚拟制造系统中,建立了基于表面模型的智能CAE分析系统。通过引入表面模型取代传统的“中性层”模型,使CAE与CAD的集成成为可能,并突破了原有CAE软件的建模瓶颈。将人工智能和专家系统技术充分应用到CAE分析中,指导用户设计初始方案、评价分析结果并在此基础上优化设计,提高了CAE的应用价值和使用效率。