反求工程中三角网格模型简化若干方法的研究

几何造型领域中，更多的使用三角网格来描述三维形体，为了保证形体的真实感和层次感，往往需要高度复杂、高度细节化的三维网格模型。然而，计算机存储、计算和处理网格模型的代价往往与三角形的数量成正比。研究发现，不同的应用目的对网格模型细节精度的要求是不同，并不是所有的应用都需要高度细节化的网格模型。因此，如何有效的对网格模型进行简化的研究便应运而生。     

形状反求中三维三角网格优化的实用算法

针对物体形状反求设计中空间三角剖分结果的优化这个关键问题，并根据对三维三角网格在空间应具有良好形态的要求，提出用局部平坦度的方法直接对空间三角网格实施优化。给出局部平坦度的定义、算法和优化判别准则，并给出应用实例。     

反求工程中三角网格拓扑生成的算法研究

散乱点的三角网格剖分是反求工程中的第一个重要环节,在对三角剖分基本方法深入分析的基础上提出了动态圆的概念,使得搜索新三角形的范围大大降低,从而加快速度,并在搜索过程中实现Delauuay三角形优化,另外,通过动态更新搜索边控制三角形生成进度,将新三角形和已有三角形的相交判定转化为和搜索边的相交判定。     

反求工程交互建模应用技术研究

对自由曲面重构中存在的问题进行了分析，提出以自动计算特征线为参考，进行交互建模的思路。对交互建模中反求目标的确定、点云分块边界的处理、模型框架的要求以及曲面拟合边界的选择进行了阐述，对交互建模的两种特殊情况，给出了曲面重构方案。实践表明该建模方法可以得到工程中满意的曲面模型。     

反求工程中复杂多面体模型的网格简化算法

提出一种新的基于顶点删除准则的多面体模型简化算法.该算法使用局部几何和拓扑特征移去满足简化标准的顶点,并对移去顶点后产生的空洞进行剖分区域划分,进而分别进行局部三角化.算法实现简单、速度快,能够有效处理高斯曲率近于零而平均曲率较大的网格,解决了以往一些算法对此根本不能进行简化的问题.实验表明,该算法可以简化具有复杂拓扑结构的网格模型,适用于在反求工程中获得的以重构精度为主要目标的多面体模型的简化.     

反求工程中基于边界扩展的三角网格构造

针对非接触式方式测量的大规模散乱点云数据建模，提出一种三角剖分算法，该算法适用于多张自由曲面片构成的曲面物体，尤其适用于含内孔的曲面对象。算法过程包括两个阶段：第一阶段，采用一种空间栅格装点法来进行初始点云数据精简，精简比率通过栅格小正方体单元尺寸控制；第二阶段，构造种子三角形，通过连接已剖分网格区域的边界边与最优扩展点采形成三角网格，从而向外延展，也可以时一个带有内孔的复杂自由曲面直接进行三角剖分，无需人工分区。实验结果表明该算法可以快速、有效地从三维数据点云建立几何模型。     

任意拓扑三角网格模型的Loop细分曲面重建系统

提出一种从任意拓扑密集的三角网格模型拟合Loop细分曲面系统，包含对原网格模型进行特征识别，把保持了原有特征的简化网格和拓扑优化所获得的网格作为拟合初始控制网格。系统通过对控制网格顶点的循环修正和局部自适应细分来求解最终拟合细分曲面控制网格，避免了求解线性方程组，提高了拟合曲面的质量，实现了在给定精度下用较少的控制网格反映物体细节特征的分片光滑（片内除奇异点C^1外其余C^2连续）的Loop细分曲面重建。实例表明，Loop细分曲面重建系统对于任意拓扑海量三角网格测量数据的细分曲面重建是高效可行的。     

基于特征的反求工程技术研究

为了进一步推动特征技术在反求工程中的应用,支持产品的创新设计,系统地研究了对基于特征的反求工程技术;分析和总结了基于特征的反求工程技术的概念和发展方向;提出了基于曲面特征和基于截面特征的2种建模策略,并分析了它们在基于特征的反求工程建模中的关系。通过叶片的重建实例表明,在基于特征的反求工程中,综合运用2种建模策略,可以高效率地重建出满足精度要求的、高质量的参数化计算机辅助设计模型。     

基于特征的复杂曲面反求建模技术研究

几何建模技术是先进制造技术的基础,反求工程是建立产品几何模型的重要手段,复杂曲面几何模型的重建是反求工程研究的重点内容。系统研究了基于实物的复杂曲面几何形状反求建模技术。提出了一种基于特征的复杂曲面几何建模方法,它包括四个主要步骤：首先,对数字化数据进行必要的处理,并建立数字化点之间的拓扑关系;然后,利用这些拓扑关系,提取曲面的几何特征,并依据这些特征对复杂曲面进行分块处理;接着,对每块进行基于特征的曲面构造和数据压缩;最后,将各块拼接形成整体光滑的曲面。     

基于三角Bézier曲面的复杂特征模型重建及特征融合技术研究

针对复杂过渡特征零件的建模问题,提出了一种新的H角Bezier曲面反求建模方案。应用局部网格点追加和网格拓扑关系调整等技术,较好地解决了三角曲面建模中分块搭接时在特征走向变化区域存在的“X”和“T”形相交特征的融合问题。应用实例表明,基于分块建模、曲面搭接以及特征融合的三角曲面建模方案,可以得到特征表达完备的高质量曲面模型。     

基于知识工程的用户特征零部件库的开发与应用

针对制造企业中通常存在着大量本领域产品的特征零部件,设计人员需要经常对其进行变形设计的实际情况,介绍了基于知识工程的用户自定义特征零部件库的开发和应用方法,为企业实现设计知识的存储与重用,提高设计效率、改进设计质量,进一步实现智能化快速响应设计打下了基础.     

基于知识工程的机械标准件设计与研究

随着CAD技术飞速发展,知识工程思想已经渐渐地运用于相关的CAD软件参数化设计中,弥补了当前参数化设计的不足。本文首先介绍参数化的CAD设计的不足,其次介绍知识工程在CAD软件中的运用,再次介绍在NX软件中由知识工程所驱动Knowledge Fusion模块的基本功能,最后通过与零件族法设计标准件相比较,以凸显NX/Knowledge Fusion模块在标准件设计中的高效与快捷。随着CAD技术日趋完善,相信在不久的将来,基于知识工程机械产品参数化构型设计在标准件开发中将会得到广泛而成熟地应用。     

基于机器视觉的机械零件测量技术

应用IMAQ Vision软件构建的机械零件测量系统将机器视觉技术和虚拟仪器技术结合在一起，对各种机械零件进行快速准确的在线测量。这里以齿轮为例介绍了测量的技术路线。测量系统综合应用LabVIEW和它的企业链接、信号处理等工具包，将被测对象的图像和数据直接融合到企业的信息流之中。     

基于SolidWorks的联接件标准件库的研究与开发

利用SolidWorks的三维参数化功能,阐述了开发机械中联接件标准件图库设计的总体结构和图库建立方法,并列举了螺栓参数化设计实例,具有较高的工程参考价值。     

基于NURBS造型的复杂曲面零件反求工程研究

讨论反求工程技术的实现过程 ,阐述数据处理、曲面和模型重构以及利用CAM数控加工出样件的整个过程 ,特别提出点云数据网格化方法以及通过调用OpenGL库函数来进行NURBS曲面重构并生成效果逼真的三维模型的实现方法。     

基于变幅应力作用下零件疲劳寿命估算研究

首先对零件的疲劳损伤累积理论作了简要说明，然后主要从疲劳损伤累积理论和能量法理论对零件进行了寿命估算分析，提出了在平面应力下，常用的疲劳寿命估算方法和以总应变能密度为考察对象揭示材料疲劳寿命的方法，接着应用疲劳损伤累积理论对起重机上的起吊钩的疲劳寿命进行了计算，得出了吊钩在有限寿命内其设计是可行的，能够满足要求。最后对如何获得零件的σ-N曲线来求疲劳寿命给出了多种实用方法，以快速对变幅应力作用下的零件疲劳寿命进行估算。     

基于关系数据库的机械零件智能设计系统的研制

探讨了机械零件智能设计平台的研制方法。为了实现智能设计的要求,提出了一种基于关系数据库的新知识表达方式和知识的数据库管理方式,并以SQLSever2000为载体初步建立起一个功能齐全有一定实用价值的知识库。该方法解决了以往知识库管理困难及不容易扩充等难题。为了能适应新的知识表达方式,开发出了配套的元推理机、规则推理机及框架推理机。开发这些推理机时,在满足新知识表达方式的需要前提下,继承了现有专家系统推理机的优点,实践表明它们具有一定的知识处理能力和应用价值。     

机床开发中并行式面向环境设计的研究

针对现行传统的串行式机床设计方法所存在的问题,提出机床开发中基于并行工程的面向环境的设计模式、基本特性和关键技术,以提高企业产品开发设计能力,缩短开发周期,提高质量,降低成本,并增强机床的绿色程度.     

工程机械制造企业集成化工艺系统的研究与开发

以工程机械制造企业集成化工艺系统的研究开发为背景,针对制造企业信息化中最为复杂和最具多变性的工艺系统集成环节,介绍了与之相关的各种工艺系统模型的构建、结构、相互关系以及工艺过程设计的方法;并分析了以模型为基础的工艺路线文件、工艺规程文件的编制策略.在此基础上,介绍了以模型驱动技术开发实现方法及制造企业工艺集成系统功能.     

基于SOLIDWORKS的机床夹具元件三维参数化图库的研究

建立机床夹具元件三维图库是提高夹具设计效率的主要方法之一。本文以Delphi为开发工具、以Solid Works为建模软件平台,针对机床夹具设计的需要,提出了一种基于参数化技术和Solid Works API技术的机床夹具元件建模方法。分析论述了三维夹具元件图形数据库的建立和管理技术,以及实现程序自动绘图功能的代码编写技术。本文开发的图库系统具有很好的柔性和可扩展性,对其它机械标准零件图库的开发具有指导意义。