三维装配尺寸链的自动生成

提出了一种基于CAD模型的三维装配尺寸链自动生成方法。该方法从定义装配性能特征入手,首先对CAD装配模型进行深层次的解析及预处理,以获取隐含在模型内部的公差分析所需信息。然后利用图论理论,通过构建特征-尺寸邻接矩阵、特征-装配约束关系邻接矩阵、装配关系传递图等,将装配体中参与装配的零件和特征以及其之间的装配约束关系、尺寸及形状等信息的传递过程以图的形式进行表达。最后将三维尺寸链分为显式和隐式两类,对于显式尺寸链,由装配关系传递图搜索连通通路可直接获取尺寸链图和方程:对于隐式尺寸链,提出了尺寸方向差异度的概念、封闭环方向优先的搜索策略以及构建过渡尺寸链的方法,最终可获取尺寸链图和方程。该方法已在自主开发的三维装配尺寸链自动生成系统中得到了验证。     

面向三维工序数模构建的特征标注方法研究

针对以三维工序数模开展工艺设计时尺寸标注工作量非常大的问题,提出了基于制造特征完成工序模型的自动标注的方法。首先,对零件MBD模型进行预处理,并对其尺寸标注信息进行提取;其次,基于零件MBD模型上特征的定位尺寸和工艺基准构建特征尺寸链,通过特征尺寸链换算求解工序尺寸,解决工艺设计中工艺基准与设计基准不重合的问题;然后,对其尺寸标注进行显示;最后,在UG平台下通过实例测试,验证了该方法的可行性和有效性。     

A Multizone Scaling Method for CAD in Shoe Sole Design

When working with a computer-aided design system (CAD), it is often necessary to rescale a geometrical model. CurrentCAD software packages can provide only one scale factor for all three axes or one scale factor for each of the three axes. Therefore, difficulties arise when more than one scale factor is required in any of the three axis directions. In the shoe industry, a sample shoe sole is first designed for each shoe style. This sample sole is used as a standard for grading (scaling) for every size of shoe soles. This grading process must scale the sample sole by different factors in different zones. Thus current CAD systems cannot be applied. A multizone scaling method is presented to satisfy this need. Engineers create a set of 3D B-spline curves for the sample shoe sole using a CAD system. This method then divides the CAD geometrical model into several zones in each of the X-, Y-, Z-axes and each zone is given a scaling dimension (value) to generate a new CAD geometrical model. A CAD geometrical model for every size of shoe soles can be produced by this multizone scaling method.     

装配尺寸链的交互式生成和公差遗传优化

研究了一种计算机辅助的交互式尺寸链自动生成方法和基于惩罚函数法的公差遗传优化算法,编制了相应的软件,设计人员可根据装配图,交互式定义并生成装配尺寸链,然后输入公差优化模型,便自动进行公差的遗传优化分配,算例表明,所建立的算法是有效的。     

CAD/CAPP环境下基于三维模型的工序图逆向生成

介绍了一种CAD/CAPP集成环境下基于三维模型的工序图自动生成系统。该系统充分利用已有的信息,采用逆 向动态生成法生成各道工序图。分析了系统的信息流向及信息需求,讨论了自动生成过程中遇到的难点,利用三维图形 处理技术和参数修改法解决零件模型的动态修改和自动生成。为解决工序图的自动生成提供了一条新的途径。     

三维CAD/CAE一体化的参数化动态有限元建模

提出了一种基于CAD参数化技术与CAD／CAE一体化技术的参数化动态有限元建模方法，该方法解决了三维实体有限元建模中几何模型的描述与驱动、参数联动、模型自动更新等一系列问题，为先进的参数化有限元分析与优化设计提供了关键技术基础；阐述了三维参数化动态有限元建模方法中的若干关键技术，包括具有典型意义的基于AutoCAD／MDT二次开发环境ObjectARX的CAD／CAE集成方法、复杂三维组合曲面网格全自动生成算法、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法、面向对象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的参数驱动方法等；建立了一个三维参数化形状优化设计应用原型系统。     

基于组件的三维参数化标准件库系统研究与开发

首先对目前标准件库系统进行了分析 ,指出了存在的问题。接着提出了基于组件的标准件库系统的体系结构 ;介绍了标准件库的数据库设计与管理技术 ,阐述了标准件三维图形的参数化建模方法 ,提出并实现了一种用于装配的标准件族表的自动生成技术 ,以及基于族表的标准件模型调用方法。最后运用本文的方法成功开发了Pro/Engineering、UG和天喻三维CAD等平台的三维参数化标准件库系统。     

基于STEP中性文件的有限元自动建模

直接利用CAD系统的几何造型 ,以STEP中性文件为CAD造型系统与有限元单元剖分系统间的几何和拓朴信息传递媒介 ,实现有限元单元的自动剖分。按STEP/AP2 0 3的语义模型提取STEP中性文件中三维形体的表面信息 ,将该形体的每个表面映射到二维参数平面 ;利用参数平面的边界数据和二维单元自动剖分模块 ,用推进波前法实现表面网络的自动生成 ;然后由表及里实现三维实体单元的生成 ,系统基于STEP中性数据文件 ,可以与多个流行的CAD系统实行连接。     

基于特征的回转体零件特征库的创建

在CAD/CAPP集成系统中,零件的特征建模和特征信息的提取是非常关键的。在CAD/CAPP集成系统中,主要探讨了如何基于Pro／E创建回转体零件特征库,并利用VC＋＋编程实现对特征模型的参数化驱动。     

CAXA实体设计环境下夹具标准件库的研究与开发

围绕CAXA实体设计的二次开发,结合COM技术、参数化建模方法和数据库技术,提出了基于模板零件的夹具三维标准件库的框架结构,开发了一套适用性强的三维参数化夹具标准件库,实现了夹具标准件的参数化尺寸驱动.     

Isogeometric analysis based on geometric reconstruction models

In isogeometric analysis (IGA), the boundary representation of computer-aided design (CAD) and the tensor-product non-uniform rational B-spline structure make the analysis of three-dimensional (3D) problems with irregular geometries difficult. In this paper, an IGA method for complex models is presented by reconstructing analysis-suitable models. The CAD model is represented by boundary polygons or point cloud and is embedded into a regular background grid, and a model reconstruction method is proposed to obtain the level set function of the approximate model, which can be directly used in IGA. Three 3D examples are used to test the proposed method, and the results demonstrate that the proposed method can deal with complex engineering parts reconstructed by boundary polygons or point clouds.     

冷冲模标准模架CAD系统设计

介绍一个基于特征和约束的冷冲模标准模架ＣＡＤ系统的总体结构、产品结构图形库和约束文件的建立，以及模架类零件的自动生成方法。     

Direct slicing and G-code contour for rapid prototyping machine of UV resin spray using PowerSOLUTION macro commands

Rapid prototyping processes produce parts layer by layer directly from 3D CAD models. An important technique is required to slice the geometric model of a part into layers and to generate a motion code of the cross-sectional contour. Several slicing methods are available, such as slicing from sterolithgraphy (STL) files, tolerate-error slicing, adaptive slicing, direct slicing, and, adaptive and direct slicing. This paper proposes direct slicing from 3D CAD models and generating a G-code contour of each layer using PowerSOLUTION software (Delcam International, Birmingham, UK). PowerSOLUTION includes two main modules: PowerSHAPE is used to build 3D CAD models and PowerMILL is used to produce G-Code tool paths. It provides macro language, picture files and cutting paths for secondary development work.The authors used macro commands to write an interface generating direct slicing from 3D CAD models and G-code contours for all layers. Most well-known controllers in the market accept the G-Code. Therefore, it is easier to apply this scheme in a CNC-machining center to produce rapid prototyping such as laminated object manufacturing (LOM) for complex geometries. The interface was successfully applied the interface to the UV resin spray rapid prototyping (UVRS-RP) machine that was developed to produce RP.     

一种面向3D打印的“弱平衡”轻量化建模方法

随着3D打印的发展,模型的轻量化建模已成为该领域的一个研究热点。提出一种"弱平衡"轻量化建模方案来生成3D打印模型的内部填充结构。该方案能够根据结构分析自动生成内部密度变化的填充。该方法主要包括三个步骤:利用基于截面结构分析的方法来分析模型的应力分布及薄弱部分;利用一种混合的网格偏置技术向内部偏置模型,生成壳体模型。根据模型的应力分布,提出一种改进的泊松圆盘采样技术在偏置模型表面生成连续的密度分布点,在应力大的区域,点的分布密集,而在应力较小的区域,点的分布较稀疏;提出一种"弱平衡"八叉树技术对采样点进行空间划分,利用体心立方结构及Delaunay 3D算法将偏置模型生成四面体网格模型。在该四面体网格模型中,单元四面体的体积从外部到内部渐变,且在物体薄弱部分填充密度较大。这些单元四面体被用来直接生成"框架-结点"结构。所提出的"弱平衡"轻量化方案允许根据应力分析在模型不同的部分生成不同密度的填充,从而取得全局优化的填充。     

基于UG的装配特征自动识别及其逆向参数化方法研究

在三维CAD系统中,不论是自下而上还是自上而下的设计模式,对于组成装配体的不同零件之间仅能实现一对一的尺寸参数关联.提出了一种基于UG装配体装配特征自动识别的方法,分析了装配特征的各种定义和表达方法,建立了基于配合尺寸链的相关零件的尺寸关联,实现了逆向参数化设计,并在UG NX3.0环境开发了一个实现该功能的独立模块.     

基于Solidworks的膨化机CAD系统的研究

膨化机CAD系统是基于机械自动化设计软件Solidworks开发的。整个系统使用VisualC 语言开发,以动态链接库的形式嵌入Solidworks系统。论文详细介绍了系统的各个功能模块和实现方法,即数据输入、设计计算、参数化三维零件造型、装配体三维造型和工程图输出。零件自动三维造型的实现采用了以尺寸驱动为主、程序驱动为辅的编程思想。系统完全被封装在Solidworks的一个菜单项下,通过简单的人机交互,输入功率、转速等设计参数后,就能自动完成整台膨化机的结构设计,然后根据用户选择输出零件或者装配体的三维造型图和工程图。     

六面体网格自动划分和再划分算法

提出了一种新的六面体网格自动划分和再划分算法“表层网格法”。首先根据所需划分模型进行模型的识别, 采用栅格法生成核心网格。然后进行核心网格与模型边界拟合,为克服由于边界拟合造成的表面网格质量下降, 采用包络表面网格的方法生成零厚度表层网格。通过表面网格和内部网格节点平滑处理技术,最终将模型划分为具有较高质量的完全六面体网格。最后通过网格划分和再划分实例表明:该算法具有原理简单、算法可靠、编程方便且划分网格质量高等特点,是分析材料塑性成形等问题比较理想的六面体网格划分算法。     

基于UG的三维装配尺寸面链表组自动生成方法研究

针对目前装配尺寸链不能实现真正意义上的自动生成及在装配尺寸链中很少考虑几何要素的几何公差的问题,提出了一种基于几何要素控制点理论公差表示模型的三维装配尺寸面链表组自动生成方法。在分析装配公差建模的信息组成的基础上,建立了装配公差信息的计算机储存储数据混合图结构。以UG NX7.5为二次开发平台,提取了三维装配体内零件上尺寸公差、几何公差、装配基准以及装配目标等信息。首先,确定了封闭环;然后,根据建立装配尺寸链的最短路径的原则搜索装配公差信息图,建立了三维装配尺寸面链表;最后,根据装配顺序及设计基准将其按零件拆分为三维装配尺寸面链表组。以三正交平面作为装配基准的轴孔装配为例,对该方法进行了验证。研究结果表明,该方法能够综合考虑几何要素的尺寸和几何公差,为后续的公差分析工作打下坚实的基础。     

三维CAD系统中变动孔特征通用生成方法

公差给出了有误差的真实加工零件可以变动的极限范围,然而现有的三维CAD系统无法有效地表示、生成出零件带公差信息的变动体。以孔特征为研究对象,系统地研究了其所有可能的公差要求组合,讨论了孔特征中心轴线可变动范围的快速确定方法。结合给定的不同公差类型,讨论了孔轴线和孔表面变动体生成方法。建立了孔特征变动体生成的数学模型,并给出了实现算法。最后给出了变动孔特征的实现实例。     

Digital relief generation from 3D models

It is difficult to extend image-based relief generation to high-relief generation, as the images contain insufficient height information. To generate reliefs from three-dimensional (3D) models, it is necessary to extract the height fields from the model, but this can only generate bas-reliefs. To overcome this problem, an efficient method is proposed to generate bas-reliefs and high-reliefs directly from 3D meshes. To produce relief features that are visually appropriate, the 3D meshes are first scaled. 3D unsharp masking is used to enhance the visual features in the 3D mesh, and average smoothing and Laplacian smoothing are implemented to achieve better smoothing results. A nonlinear variable scaling scheme is then employed to generate the final bas-reliefs and high-reliefs. Using the proposed method, relief models can be generated from arbitrary viewing positions with different gestures and combinations of multiple 3D models. The generated relief models can be printed by 3D printers. The proposed method provides a means of generating both high-reliefs and bas-reliefs in an efficient and effective way under the appropriate scaling factors.