RE-SOFT系统架构及关键技术

介绍了专业反求工程软件RE-SOFT的体系结构,提出了两条解决反求工程CAD建模的路线和策略：一是再现产品从二维到三维的设计过程,即基于截面特征的反求建模路线要求,首先解决点云切片、二维特征元提取、约束施加以及截面曲线全局约束优化,然后通过拉伸、旋转等手段重构曲面模型;二是解决功能特征曲面“分治”再现和优化设计的快捷方法,即基于曲面特征的反求建模强调从点云中直接提取圆锥曲面、过渡曲面、规则扫略面等特征元素,并通过三维特征间的拓扑约束和全局优化生成曲面模型.通过以上两条基于特征的反求建模理论研究和实现,可以看出新一代反求工程软件更加重视建模过程和结果表达的完整参数化,寻求更高水准的支持产品变形设计和创新设计.建模实例表明,应用RE-SOFT系统可以快速获得完整特征表达的理想CAD模型.     

基于区域分割与约束逼近的二次曲面重建

从散乱数据中有效地分离出特征与约束是表达原始产品设计意图的关键.基于点的连通性及同一特征曲面数据点估算法矢、曲率的相似性,并在特征曲面拟合误差控制下实现了空间散乱数据二次曲面数据的自动分离;应用二次曲面的几何参数表达建立了二次曲面整体约束逼近的最优化数学模型,将几何约束情况下的二次曲面重建转化为数学模型的求解,使重建的CAD模型可有效再现二次曲面之间的几何约束.工程应用实例表明:该方法稳定可靠,可显著提高反求工程CAD建模效率及重建模型精度.     

影像反求外形设计理论与应用研究

简要介绍了“影像反求外形设计理论与应用研究”项目的研究工作。第一，探讨了影像反求外形设计的方法和透视图中几何元素的反求图解法，第二，研制开发出影像反求外形CAD系统，按照系统的总体设计思路开发了用于反求设计的智能化、参数化命令，为系统设计与定制了帮助文件，运用菜单定制技术在系统中调用新增命令。     

基于地质体产状特征及建模数据特点的三维地质建模方法探讨——以安徽月山矿田为例

基于Go CAD软件,对月山矿田的地质体进行几何建模,对于不同产状的地质体及不同的建模数据来源,选取了相应的方法进行建模研究。对于产状稳定的矿体,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,或基于交叉剖面数据,以拆分曲面多源数据约束优化的方法建模;对于法向稳定的地表,基于多源地形数据,采用边界约束下的点集TIN剖分建模;对于法向稳定的地层及断层,基于剖面数据,以Section-TIN法建模,并在地表约束下融合、优化;对于分支复合的岩体,基于交叉剖面数据,以Section-TIN法及平行曲线组法构面,并在多源数据局部约束下优化。所建模型高度吻合原始数据且光滑逼真,对于地质体展布特征多样化,建模数据多来源条件下,如何选取合理有效的方法进行三维地质建模提供了参考。     

曲线参数化技术研究与分析

对基于曲线的参数化技术作了研究与分析。提出了实现曲线参数化的六个基本要素，即曲线的分类；曲线尺寸的提取研究；曲线基本约束关系的归纳以及约束的语言文法表示；曲线、曲面的几何拓扑网状结构表示；约束的求解与几何推理；约束关系的满足方法。对其中的曲线尺寸作了探讨，并重点研究了曲线的约束关系满足方法。最后作了实例分析。     

圆端形钢管混凝土短柱轴压性能仿真分析

基于ABAQUS内核脚本接口,运用Python语言编写圆端形钢管混凝土的参数化建模程序,采用Von Mises、Concrete Smeared Cracking、Concrete Damaged Plasticity 3种混凝土材料模型,开展了圆端型钢管混凝土短柱轴压性能非线性有限元分析,并与已有实验结果进行比较,以校验模型的适用性。最后,分析了不同截面高宽比对构件约束效应和承载性能的影响。结果表明:基于脚本语言的参数化建模方法很大程度上提高了构件建模和分析效率;Concrete Damaged Plasticity模型相对其他两种模型更具合理性;截面半圆和直边附近区域分别为核心混凝土的强/弱约束区,整体约束效应随着高宽比增大而减弱;约束效应的减弱对极限承载力的影响不明显,但会导致构件塑性和延性的明显减小。     

车身反求工程的CAD建模方法

将实物样件转变为CAD模型，是加速引进产品国产化与创新设计的关键技术．车身的计算机辅助设计当中，复杂曲线和曲面的设计又是一个核心的问题．对目前工程界反求工程中建模方法的介绍，讨论其造型技术的原理、过程和方法，分析了车身曲面建模的特点和主要问题．     

曲线参数化模型研究

提出了一个基于一般曲线的参数化设计模型．阐述了曲线(面)参数化设计、曲线的尺寸和曲线控制多边形的相似度等新概念,揭示了曲线参数化中各个模块之间的内在联系．提出了一个适合于参数化的几类曲线表示形式,以及曲线间可能存在的多种约束关系及其语言文法表示,给出了几种约束情况下约束的满足方法、建立约束满足次序和约束求解的新算法和曲线参数化进一步研究的方向。     

纵向边长等比蜂巢轮胎建模技术研究

对蜂巢轮胎的参数化建模进行相关参数理论运算推导及模型建立分析,将等比数列应用到蜂巢轮胎模型的建立中,使纵向边长符合等比数列关系,并对建模约束数据的设计进行阐述。在三维CAD软件平台上,采用分块参数化模型建立方法完成蜂巢轮胎建模过程,并按照实际工程普通型号轮胎尺寸构建纵向边长等比蜂巢轮胎结构。     

层次约束结构的虚拟装配建模技术

为了解决虚拟环境下装配建模在信息完备性和模型复杂性等方面的问题,提出了一种基于层次约束结构的虚拟装配模型.该模型分为产品层、部件层、零件层、特征层、几何面层和面片层来表达,不同层元素之间存在层次映射关系,同一层元素之间存在约束关系.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟装配模型的生成算法,并给出了根据虚拟装配模型生成的虚拟装配场景图的结构.基于层次约束结构的虚拟装配模型具有信息表达完备,信息集成度高,满足实时性要求等优点,同时还能与CAD系统和虚拟装配场景图实现集成.实例验证了虚拟装配建模的有效性.