正逆向设计在电动汽车外观曲面造型中的应用研究

在产品的设计过程中,正向设计和逆向设计的方法在建模领域各有其特点。面对已有模型复杂的轮廓曲线及外形曲面,为了提高建模效率,根据正逆向设计的特点,吸取了正向设计和逆向设计的双重优势,提出了基于Artec Studio、Geomagic Studio和CATIA软件相结合的正逆向混合设计建模方法。此方法探索了零件的建模新途径,极大地提高模型数据的处理精度和准确性,减小了与实际物体的尺寸误差,保证了模型的精确度,为正向设计提供了前提基础。对扩展到其他工程领域具有现实意义。     

面向参数化设计的结构类产品正逆向混合建模方法

根据参数化设计的特点,对结构类产品的正逆向混合建模方法进行了研究。以减速箱模型重建为例,使用Geomagic Studio软件将模型表面的离散型数据转化为参数化曲面,并利用参数转换功能将曲面导入SolidWorks软件,将逆向所得曲面与正向建模方法结合,获取减速箱的计算机辅助设计(CAD)模型。应用正逆向混合建模方法可以获得切合原始设计意图、具有参数化修改能力的产品CAD模型,进而支持产品的创新设计。     

汽车发电机端盖的快速原型制造研究

针对端盖外形特征及逆向重构中误差的主要来源进行了分析,为了获取较为精确的端盖实体模型并提高多孔类零件的建模效率,采用正逆向混合建模技术完成端盖的模型重构。重构中对端盖边界及深孔位置运用二次正向设计的方法修正了端盖在逆向建模中的误差,通过对重构后点云模型的精度校验验证了该方法的有效性,并借由3D打印技术得到了端盖的实物模型。     

基于截面草图和规则特征提取的混合建模

在逆向工程中,以还原设计意图和面向再设计为主要目的的逆向建模方法是最近十多年以来的研究热点。对几种目前应用比较广泛的逆向建模方法的特点进行了分析,提出了基于截面草图和规则特征提取的混合建模方法,详细介绍了该混合建模方法的优势。以建模软件Geomagic Design Direct为平台,通过实例验证了该混合建模方法的准确性,为基于逆向工程的几何形状重构和再设计提供了一种快速、有效的解决方法。     

基于逆向建模元素的个体化医疗器械设计

逆向工程中的参数化建模方法是逆向建模研究的重要方向之一。通过对目前广泛应用的逆向参数化建模方法进行分析,提出了基于逆向建模元素的产品模型设计,将功能分析和形态分析相结合,用于提取建模元素,建立基于功能-形态-参数模型的建模方法,并详细介绍了这种建模方法的优势及其一般流程。同时以逆向参数化建模软件Geomagic Design X为平台,通过典型医疗器械实例的参数化建模验证了该建模方法的优势,为个体化医疗器械逆向建模提供了一种更加有效的建模方法。     

基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模

针对现阶段复杂零件在逆向测量与建模上的不足,提出了一种基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模的技术。对复杂的零件,首先将其表面划分为规则特征和非规则特征,分别对其应用两种三维测量技术获取产品表面数据,然后各自进行建模,再将两部分模型坐标系对齐,利用布尔原理进行裁剪,最终得到产品的CAD实体模型。通过此方法对复杂零件实现了集成测量和混合建模。实验结果表明,该方法可以提高复杂零件在集成测量下的逆向设计的效率和质量。     

船用螺旋桨的逆向建模研究

为了缩短船用螺旋桨的再设计周期,降低再设计难度,针对船用螺旋桨提出了一种基于逆向设计软件Geomagic Design X和三维建模软件UG的逆向建模方法。详细介绍了螺旋桨的逆向建模过程和主要操作流程,通过比较放样和面片拟合生成叶片NURBS曲面的方法和原理,得到一种合适的叶片曲面作为叶片重构的基础。采用Geomagic Quality软件对螺旋桨进行整体精度分析,结果发现螺旋桨重构模型和螺旋桨点云数据之间的偏差在允许范围之内,验证了此螺旋桨逆向建模方法的可行性,同时为类似的逆向建模提供了思路。     

基于设计知识重用的逆向产品创新

逆向建模技术在产品创新设计中起着越来越重要的作用。通过功能分析与形态分析相结合,获取逆向建模所需知识,然后以逆向建模方法创建基于功能-形态-参数的新产品模型,实现了基于设计知识重用的逆向产品创新设计。以Geomagic Studio逆向建模软件和Solid Works软件为平台,通过对手臂夹板进行基于设计知识重用的逆向产品创新,验证了该方法的优势,为产品的逆向创新提供了一种有效的设计方法。     

基于形态分析法的逆向参数化建模

近年来,随着逆向工程的发展,逆向参数化建模在产品创新设计中起着越来越重要的作用。通过对形态分析法进行分析、改进,以实现与逆向参数化建模相结合,提出基于形态分析法的逆向参数化建模方法,并详细介绍了这种逆向参数化建模方法的优势及其一般流程。以逆向参数化建模软件Geomagic Design X为平台,通过对电热水器控制板进行基于形态分析的逆向参数化建模及误差分析,验证了该建模方法的优势,为产品的逆向创新设计提供了一种有效的建模方法。     

易拉罐印刷机用滚筒的逆向建模研究

为了缩短易拉罐印刷机用滚筒的再设计周期,降低企业设计成本,现针对易拉罐印刷机用滚筒提出了一种基于光笔便携式三坐标测量机接触式数据采集和三维建模软件UG的逆向建模方法.详细介绍了滚筒的数据采集、逆向建模、精度分析等过程,以滚筒三维CAD模型作为标准,对采集的数据进行不确定度来源分析和评定,并使用Geomagic Quality软件对滚筒进行精度分析,结果发现逆向完成的滚筒重构模型和检测出来的数据在允许范围内,验证了滚筒逆向建模方法的可行性,为类似大尺寸产品的逆向建模提供了参考.     

基于正逆向混合技术的汽车连杆数模重建

基于正逆向混合设计的理念,以Geomag!CSpark软件为平台,利用逆向设计和正向设计相结合的方法,分析了基于GeomagicSpark的特点与产品重构流程并据此实现了汽车连杆数模的快速再设计。     

叶片零件的逆向建模与偏差对比分析

通过对叶片自由曲面逆向建模特点与特征建模方法的研究,结合逆向设计软件Geomagic Design X,提出一种以特征点云提取曲面特征截面线的逆向建模方法。详细介绍了如何利用面片草图功能提取特征截面线,并利用提取的截面线实现零件的逆向建模。最后对所建模型进行了偏差对比分析,结果表明:该建模方法有效可行,可提高曲面的建模精度与光顺度,为复杂曲面类零件的逆向设计提供了一种新的建模方法。     

人体下肢动作仿真综述

对国内外人体下肢运动建模仿真的研究情况进行了综述。人体下肢的数学模型主要分为运动学模型和动力学模型,人体下肢的运动仿真方法分为正向动力学和逆向动力学两种,现对其发展历程和研究进展进行了详细介绍,最后对人体下肢运动建模仿真的发展进行了讨论。     

逆向工程中的参数化建模技术及应用

逆向参数化建模方法是在逆向工程的基础上,加入参数化技术形成的一种新的建模方法,该方法不仅有利于提取原始设计信息,重建更为精确的CAD模型;而且易于实现模型的参数化修改,推动产品的创新设计。简要介绍了逆向工程的概念和逆向参数化建模方法,以汽车后视镜为例,利用Geomagic Studio软件对扫描点云进行处理,拟合出特征识别后的初始曲面。通过参数转换功能把初始曲面导入Solidworks中进行编辑,最后得到汽车后视镜的参数化模型。实践表明这为反求模型的参数化建模提供了一种切实可行的方法。     

具有对称特征的三维模型重构技术研究

针对具有对称特征模型的逆向重构问题,首先利用ICP算法进行数据匹配并提取初始对称面,其次精确提取对称面,然后利用基于边和面的混合数据分割方法对预处理过的模型进行数据分割,最后重构得到一半的对称特征模型,再利用提取的对称平面进行镜像,得到完整的对称特征模型.此方法可快速实现模型逆向重构又能提高建模精度,应用于汽车内饰件的逆向重构中,既减少数据量,又节省运算时间,并且重构的模型及特征是关于平面完全对称的.     

基于Geomagic DesignX对刹车手柄的逆向建模

在介绍逆向建模的流程的基础上,利用逆向工程软件Geomagic Studio和Geomagic Design X完成了刹车手柄的逆向建模,并进行误差分析,得到了高质量的三维模型。通过实例,为逆向建模提供了参考。     

基于边界划分的人体CAD建模及应用

随着数字医疗的不断发展,对人体CAD模型的创建也提出了更高的需求。通过总结、分析现有逆向建模技术,提出了基于边界划分的逆向非特征建模方法,用于创建人体CAD模型,详细介绍了其建模流程及其优势。并以逆向建模软件Geomagic Studio和Solid Works为平台,分别创建体外和体内的人体CAD模型并进行误差分析及应用,验证了该建模方法的优势,对于实现准确化、个性化的数字医疗具有积极意义。     

基于正逆向混合建模的残缺涡轮修复方法的探究

工程中零件残缺部位数据的重构是修复工作的关键,因残缺3D形貌高度的不可控性与不稳定性,难以通过常规测量手段获取,为解决残缺部位数据获取的难题,提出了一种基于正逆向混合建模软件Geomajic Spark的正逆向混合建模重构残缺部位数模的方法。以残缺涡轮为例,利用扫描仪获取点云数据,通过逆向点云处理软件Geomajic Studio进行点云处理、在Geomajic Spark软件中拟合特征、绘制轮廓,导入逆向校核软件Geomajic Qualify中进行误差分析比对和布尔运算操作,获得残缺部位数据;通过增材制造路径轨迹模拟及残缺部位打印成型的方式,对残缺模型与待修复零件进行贴合,验证了逆向工程辅助下的正逆向混合设计在获取零件残缺部位数模及增材制造技术的可行性与准确性。     

复杂零件正逆向重构建模技术及应用研究

为了增强产品设计和再设计能力,提出合理有效的应用目前的正向设计和逆向设计系统,将二者相结合,从测量数据中提取出可以重新进行参数化设计的特征及设计意图,进行再设计,完成CAD模型。在正逆向混合设计理论的基础上,以相应软件为平台,选取成型铣刀的构建,说明了通过混合设计方法可以提高构建零件的效率;羊毛剪头的构建说明通过混合设计方法,在原有模型的基础上进行二次开发,可以提高设计效率,减少产品入世的失败率,并且能够满足精密加工要求。     

基于正逆向建模的小腿外固定支具的设计方法

生活中每个骨折患者的小腿形状特征各不相同,骨折类型也不同。现有的骨折支具存在笨重、不透气且与患者小腿部位不能完全贴合的缺点,严重影响患者的康复效果。通过人体三维扫描仪获取患者受伤部位的点云数据,并对点云数据进行数据处理,运用逆向建模方法获得患者受伤部位的三维特征,设计符合患者受伤部位的外固定支具。结合患者及医生的相关要求,采用正向建模方法设计出符合人体小腿的康复支具,帮助患者康复。将正逆向混合建模方法运用于生物医学工程领域,为研发人员设计定制化产品提供借鉴。