二维草图尺寸驱动算法的研究与实现

三维参数化特征建模是当今三维CAD的主流技术,而二维参数化草图技术是其重要基础。本文围绕二维参数化草图技术,系统地研究了如何向二维草图添加结构约束和尺寸约束,并在图的基础上,通过建立和搜索尺寸链和拓扑链进行尺寸驱动来实现参数化设计。在此基础上,采用面向对象编程技术,用C#语言在Win-dows2000平台上开发一个二维参数化草图设计原型系统。     

基于UG的管壳式换热器的三维数字化设计

为满足市场对新型高效换热设备的高要求,利用Unigraphics软件进行管壳式换热器参数化模型的创建,充分利用该软件自身的参数化功能,如关系表达式、零件族的Excel工作表及草图的尺寸约束控制特征参数等方法,建立零部件的三维参数化模型,并实现换热器数字化样机的装配.该设计中零部件模型建立方法简单,建模速度快,不需编程,有利于产品的设计开发和改造优化.     

基于视点对齐的跨域三维模型检索

以草图为输入的三维模型检索便于用户表达搜索需求，已成为一个研究热点。但草图只是三维模型一个视点下的粗略描述，具有很高的抽象性。而且草图和三维模型之间存在巨大的域间差异，这导致目前的草图检索系统准确率低。为解决这一问题，提出了一个新的基于草图的三维模型检索方法。该方法根据草图的视点对三维模型投影产生一组二维视图，形成一对多且视点对齐的草图视图训练数据对。然后采用Canny算子提取视图的多层次伪草图，减小视图和草图的域差异，并采用样本选择和数据增强缓解训练数据不均衡的问题。接下来用伪草图和草图训练三元组网络(triplet network),将伪草图和草图映射到公共特征嵌入空间。最后用Triplet提取特征和建立索引，实现草图检索。实验结果表明：在大型公共数据集SHREC’13和SHREC’14的检索精度分别是70.0%和63.6%,有效提高了检索准确率。     

三维CAD的特征建模

介绍机械3D零部件模型的过程、讨论草图添加约束的技巧，同时介绍利用参数化实现零部件模型的系列化技术，分析参数化设计过程中的注意事项。     

基于Solidworks和CAXA电子图板的渐开线齿轮快速三维建模方法

结合SOLIDWORKS软件三维建模功能和CAXA电子图板软件的二维参数化绘制渐开线齿轮齿廓的功能,提出了一种渐开线齿轮快速精确三维建模新方法.该方法利用CAXA参数化生成齿轮齿廓二维草图,再将草图输入到SOLIDWORKS中进行三维建模,从而大大提高了齿轮的三维建模效率和精度.     

渐开线齿轮三维参数化设计方法与实现

三维齿轮模型是进行产品动力学分析和装配模拟人等的基础。以直齿圆柱齿数为对象，用AutoCAD2000的开发工具VBA语言开发了参数化渐开线齿廓的生成程序，将该程序生成的渐开线齿廓复制到Solid Edge的草图平面上，通过实体拉伸、切割完成三维齿轮造型。     

履带式叉车工作装置的优化仿真分析

对一种履带式叉车的工作装置应用CATIA软件建立三维模型。将模型导入到动力学仿真软件ADAMS中,在View环境下建立了装载工况和举升工况下机构的虚拟样机模型,并对该工作装置的两种工作过程进行动态仿真分析。利用ADAMS/View软件的分析功能对两种作业工况下主臂液压缸和举升臂液压缸的关键铰点位置进行参数化建模,并对变量参数进行了敏感度分析,以工作装置工作过程中液压缸推力最小作为优化目标进行优化仿真分析。仿真分析结果显示主臂液压缸推力减小了30.2%,举升臂液压缸推力减小了61.7%,提高了工作装置的使用性能。     

基于SolidWorks挤压成形液压机侧液压缸3D-CAD系统研制

介绍了挤压成型液压机侧液压缸三维参数化设计系统的液压缸结构特点、设计方法。以SolidWorks为软件支撑平台,以Access为后台数据库,利用Visual Basic语言对SolidWorks进行二次开发而形成一个系统,解决了液压机侧液压缸设计中数据的管理与调用、零件的设计计算、侧液压缸各组成部分的参数化设计、运动仿真、装配图与爆炸图等关键问题。     

Deep3DSketch-im：基于人工智能从单个手绘草图快速生成高保真三维模型（英文）

人工智能生成内容（AIGC）在语言和图像领域的崛起值得注意,但由于其复杂性和缺乏训练数据,基于人工智能生成三维模型仍未被充分探索。通过计算机辅助设计（CAD）创建三维内容的传统方法需大量人力和专业知识,这对于新手用户来说具有挑战性。为解决此问题,提出一种基于草图的三维建模方法,名为Deep3DSketch-im,它利用单个手绘草图进行建模。由于草图的稀疏性和模棱两可性,这是一项具有挑战性的任务。Deep3DSketch-im使用一种称作“有符号距离场（SDF）”的新型数据表示,通过将隐式连续场整合至从草图到三维模型的过程,以及一个特别设计的可以捕捉点和局部特征的神经网络,改进从草图到三维模型的过程。进行了大量实验证明该方法的有效性,在合成数据集和真实数据集上均取得更优的性能。此外,用户研究报告显示,用户对Deep3DSketch-im生成的结果更加满意。我们相信,Deep3DSketch-im有潜力通过为新手用户提供直观易用的解决方案来彻底改变三维建模的过程。     

草图和数据驱动的三维服装设计方法研究

提出一种利用草图和服装数据信息进行三维服装设计的方法,可以实现从现有服装快速生成新的三维服装模型.首先采用改进的轮廓提取算法从图像中快速准确地提取服装外形轮廓信息,并进行矢量化处理转化为服装初始草图信息;然后利用草图信息和服装数据信息驱动预定义的服装几何模板曲面发生变形优化,使两者形状基本一致;最后在服装模型基础上,继续编辑生成一系列新的三维服装,也可以将服装图像作为纹理映射到服装模型上去,得到具有一定真实感的模型.实验结果表明该方法简单实用,可以提高三维服装设计效率.     

Hydraulic Self Servo Swing Cylinder Structure Optimization and Dynamic Characteristics Analysis Based on Genetic Algorithm

The dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder were analyzed according to the hydraulic system natural frequency formula. Based on that, a method of the hydraulic self servo swing cylinder structure optimization based on genetic algorithm was proposed in this paper. By analyzing the four parameters that affect the dynamic characteristics, we had to optimize the structure to obtain as larger the Dm(displacement) as possible under the condition with the purpose of improving the dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder. So three state equations were established in this paper. The paper analyzed the effect of the four parameters in hydraulic self servo swing cylinder natural frequency equation and used the genetic algorithm to obtain the optimal solution of structure parameters. The model was simulated by substituting the parameters and initial value to the simulink model. Simulation results show that: using self servo hydraulic swing cylinder natural frequency equation to study its dynamic response characteristics is very effective. Compared with no optimization, the overall system dynamic response speed is significantly improved.     

基于节流阀的进口节流调速系统动态特性研究

在进口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,甚至还会引起系统中液压元件损坏,影响液压系统的正常工作.以节流阀进口节流调速系统为例,建立以负载作为输入,液压缸无杆腔压力作为输出的系统数学模型,得到了液压缸无杆腔压力超调量的变化规律,并对理论推导与分析进行了试验验证,修正了液压元件主参数(额定压力)选择的计算公式,为系统设计以及元件参数选择提供依据.     

Modeling and parameter estimation for hydraulic system of excavator＇s arm

A retrofitted electro-hydraulic proportional system for hydraulic excavator was introduced firstly. According to the principle and characteristic of load independent flow distribution（LUDV） system,taking boom hydraulic system as an example and ignoring the leakage of hydraulic cylinder and the mass of oil in it,a force equilibrium equation and a continuous equation of hydraulic cylinder were set up. Based on the flow equation of electro-hydraulic proportional valve,the pressure passing through the valve and the difference of pressure were tested and analyzed. The results show that the difference of pressure does not change with load,and it approximates to 2.0 MPa. And then,assume the flow across the valve is directly proportional to spool displacement and is not influenced by load,a simplified model of electro-hydraulic system was put forward. At the same time,by analyzing the structure and load-bearing of boom instrument,and combining moment equivalent equation of manipulator with rotating law,the estimation methods and equations for such parameters as equivalent mass and bearing force of hydraulic cylinder were set up. Finally,the step response of flow of boom cylinder was tested when the electro-hydraulic proportional valve was controlled by the step current. Based on the experiment curve,the flow gain coefficient of valve is identified as 2.825×10^-4 m^3/（s·A） and the model is verified.     

节流阀出口节流调速系统动态特性研究

在节流阀出口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,使活塞（杆）的速度产生波动,甚至引起系统中液压元件损坏,影响液压系统的正常工作。以负载作为输入,液压缸有杆腔和无杆腔压力作为输出分别建立系统的数学模型,得到了液压缸两腔压力超调量的变化规律,并利用压力传感器测量了压力超调量的变化,通过试验对理论分析进行了验证,试验数据与理论分析相吻合,利用系统液压缸两腔压力动态变化规律,修正了液压元件主参数（额定压力）选择的计算公式,为系统设计以及元件参数选择提供依据。     

数字缸的动态特性仿真分析

应用螺旋机构原理设计出新型数字液压伺服缸,它是通过控制步进马达的转角直接实现对活塞位移的量化.为获得合适的结构参数,使其具有良好的动态性能,对数字缸进行数学建模,用Simulink工具构建成非线性动态系统模型框图,结合Matlab编程进行动态仿真分析,根据活塞下腔容积、工作载荷、螺旋槽断面尺寸和活塞半径4个主要参数变化获得的动态响应曲线,讨论了数字缸的结构参数和工作参数对动态特性的影响,进行了修正系统设计;结果表明,该结构参数下的数字缸具有优良的动态特性,尺寸小、成本低和抗污染能力强,特别在接近满负载、小行程工况下,性能更佳.因此,该数字缸在数控调整系统中具有很好的应用价值.     

纸浆模塑制品的三维造型及模具CAD设计

在AutoCAD2000图形软件平台上，用Visual Lisp和DCL（Dialog Control Language）语言开发了纸浆模塑制品的三维造型及模具CAD系统，考虑的形体在圆锥体、圆柱体、半球体、椭圆体、方锥体和楔形体等六种，该系统可据不同的尺寸大小和缩水率能自动生成制品的并排与交错排两种形式的三维造型和上、下模具图形。     

驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.     

连杆裂解机床加载速度优化仿真

连杆裂解加载速度是影响裂解质量的重要参数之一,为了了解连杆裂解机床的加载速度特性、实现加载速度的优化,本文进行了虚拟样机仿真研究。首先,利用ADAMS/View和ADAMS/Hydraulics模块建立裂解机床机械和液压系统模型;其次在MATLAB/Simulink模块下建立控制系统模型,包括恒定输入控制系统和基于位移反馈信号的输入控制系统;最后,设置好仿真参数,完成动态仿真,根据仿真结果,分析了裂解加载速度特性。仿真结果表明:恒定输入控制时,裂解缸加载速度为118mm/s,既有利于裂解质量的控制,又不至于导致液压系统设计不合理;基于位移反馈信号时,椭圆输入控制曲线对于控制裂解油缸后程减速效果最为明显。对于实际液压油缸,可参照该曲线进行加载速度控制。     

基于AR功率谱分析的砌块成型机振动特征研究

引入AR功率谱研究液压马达驱动机械偏心和差动液压缸两种激振模式砌块成型机的振动特征,探讨砌块成型机工作参数优化的新方法.实验中,采集系统振动加速度信号,建立基于时间序列的AR功率模型,并比较分析不同工作参数下的AR功率谱特征.结果表明：液压马达驱动机械偏心激振模式对压力参数较流量参数敏感;而差动液压缸激振模式对压力和流量参数的敏感程度都高于机械偏心激振模式,由此获得了不同激振模式下的最佳工作参数组.     

多态模块化自动变速器换挡过程仿真与试验

为实现一种新式模块化变速器试验样机的自动换挡功能,设计了样机配套换挡液压系统,并对换挡过程进行仿真建模.基于刚体动力学原理对二挡模块样机进行分析,并利用MATLAB/Simulink建立包括传动系和液压缸的整体仿真模型.利用溢流调压控制,设计一套简化换挡液压系统.以输出轴扭矩变化率和输入轴最低转速作为评价指标,研究充油流量、复位弹簧预紧量等参数对该新型结构样机换挡品质的影响规律.用换挡试验验证了模型和样机换挡可信度.结果表明,充油流量决定零件运动速度和液压缸内压力上升速度,影响换挡速度和换挡制动时间.增大流量可有效消除换挡制动,但会引起冲击增加;使用较小的弹簧预紧量可以减小换挡冲击.