三维曲面重构技术研究进展

曲面重构的方法与过程手段决定了逆向工程的质量与效果,重构结果能为后续的工程分析和产品设计提供重要的支持。本文讨论了曲面重构的流程,综述了目前重要的三种创建曲面的方法和过程。     

基于逆向工程的三维测量技术的研究

本文提出一种基于逆向工程技术的复杂曲面产品快速制造技术,主要通过3D激光扫瞄测量设备获取曲面数据,根据曲面特征对测量数据进行除噪、压缩、规则化处理,利用曲面型值点直接作成NC刀路。该方法有效避免了繁杂的曲面重构过程,提高了复杂曲面产品制造的效率。     

重构曲面的品质分析及优化技术

重构曲面的品质分析和优化技术在逆向工程中占有重要的地位,是重构曲面光顺质量的重要保证。本文讨论了重构曲面品质分析和优化的常用方法和工作原理,并介绍了它们在逆向工程中的应用。     

三维散乱数据曲面重构技术综述

三维散乱数据曲面重构技术是复杂曲面测量几何造型系统的关键技术。它有整体拟合和局部拟合两种方法。局部拟合因其具有与通用CAD系统相同的数学模型，所以它是复杂曲面到量几何造型系统的常用方法。目前，国内外专家学者在这方面做了大量的理论研究和实际探索，并取得丰硕成果。这种将测量系统与造型系统结合起来的曲面重构技术在工程实际中具有广阔的应用前景。     

自由曲线曲面测量中的测点布置与准确度

分析比较了自由曲线曲面测量中三种测点布置方法的Ｂ样条拟合准确度,得出在测点数相同的情况下按等弦此近似关系和高布置测点拟合准确度最高。在此基础上分析了曲线的拟合误差与弦高的近似关系和得出的结论,以便根据此近似关系和给定拟合误差按等弦高进行测量。该方法也适用于自由曲面的测量与曲面重构。     

基于散乱数据的B样条曲面重构与优化

利用B样条曲面表示初始逼近曲面，利用三次B样条曲线优化曲面，实现了散乱数据的曲面重构，算例表明，算法简单易行，逼近效果良好。     

具有复杂内腔和外形的斗齿快速逆向设计

为了获得某型挖掘机斗齿点云逆向造型的实体化模型和CAD工程图样,研究了斗齿点云快速实体化的方法.采用基于“曲面重构-实体化-工程图”的逆向设计途径,提出把对精度要求高的内腔和销孔部位及对精度要求一般的斗齿外形分别用Imageware及Geomagic Studio软件完成曲面重构和基于Pro/E软件完成曲面合并和实体化的逆向策略,介绍了斗齿点云的数据分割、曲面重构与合并、实体化以及其工程图获取过程中的主要过程和方法.研究结果表明：对于型面数量多而复杂的斗齿,曲面逆向工具的选取及点云的数据分割方法是否得当是决定曲面和实体模型重建效率和成败的关键,通过恰当选择逆向策略和工具,合理简化点云的分割、曲面重构与合并以及实体模型的建立等,可显著提高逆向设计效率.     

逆向工程中NURBS曲面与直线交点快速计算

给出了一个能够方便地判断NURBS曲面片与空间直线的交点个数,并且超线性收敛的快速迭代算法。计算Krawczyk算子判断给定的NURBS曲面片和空间直线有无交点和有几个交点。再使用拟牛顿迭代法求出NURBS曲面片和空间直线上的交点。该算法在用点云数据检测曲面重构的误差时具有快速、准确的特点。     

三维图像中连续隐边界曲面的逼近计算

三维图像中感兴趣目标的边界曲面的检测与重构是三维图像分析中的一个重要问题.本文提出了从三维图像中计算连续隐边界曲面离散采样点的新方法.基于这些计算得到的离散采样点及其灰度值,可以推导出更合适的等值面或者自适应曲面去近似表示三维图像中的连续隐边界曲面.     

一种用于飞机识别的三维建模方法

提出了基于垂距逐步递推的自由曲面自适应数据采样的新算法,给出了应用该算法对复杂曲面物体外形重构和建模方法。自由曲面自适应数据采样时,首先运用逆向工程测量方法,获得曲面的截面数据点列,用非均匀三次B样条曲线拟合出截面轮廓曲线;然后利用基于垂距的数据采样算法,对拟合曲线上的数据点进行重新采样,达到优化数据点的分布及减少描述曲线数据量的目的。最后运用蒙面法完成物体外形轮廓曲面重构和建模。仿真结果表明算法简便、有效。     

一种曲面裁剪的快速新算法

曲面裁剪算法是曲面造型的关键算法之一。传统的裁剪算法是通过对重点和重边进行较复杂的特殊处理并基于环的两两并、交、差来实现的。本文首先提出并严格的定义了入点、出点等概念,在此基础上,提出了一种 对被裁剪曲面参数域进行快速组环的分裂、组环方法,从而实现了对曲面的快速裁剪,该算法已实现并用在ＳｕｐｅｒｍａｎＣＡＤ／ＣＡＭ曲面造型系统。     

镯面和一般复曲率面的光线追迹

本文讨论镯面和一般复曲率面的光线追迹;指出一般文献的疏漏;提出解决办法。     

HCPEB表面处理的研究现状

强流脉冲电子束(HCPEB)表面处理是一种新兴的高能束表面处理技术.综述了脉冲电子束处理,表面熔坑的形成机制及熔坑、弥散颗粒、裂纹、波状起伏、条形纹理、胞状晶等典型形貌影响因素和演变规律方面的研究成果,总结了表层结构变化与表面显微硬度、耐磨性、耐蚀性能等改性工艺的研究现状,并认为扩大强流脉冲电子束应用范围和系统的探究是目前研究的重点.     

Two‐Sidedness of Surface Reaction Mediation

A heterogeneous catalytic process involves many surface elementary steps that affect the overall catalytic performance in one way or another. In general, a high‐performance heterogeneous catalyst should meet the main criteria: excellent catalytic activity and high selectivity toward target products. Using surface science techniques, the two‐sidedness of the surface reaction mediations can be explored, from the perspectives of the surface and the molecule manipulations. The surface manipulation refers to a reaction that is mediated by composition and structure of the substrate as well as surface species, while the molecular manipulation relates to a reaction that is mediated by the reacting molecule via the precursor selection, environmental control, or external excitation. The best catalytic system should consist of the most efficient catalyst and the best suitable reacting molecule, in addition to its economic benefit and environmental amity. Recent research progress in surface reaction mediation is outlined, and its two‐sidedness is governed by the Arrhenius equation. This should shed new light on the connection between basic theory and surface reaction mediation strategies. To conclude, challenges and possible opportunities are elaborated for efficient surface reaction mediations.     

Thermo-hydrodynamics of thin surface films in heterogeneous combustion

Heterogenous reactions under transport control can be modelled in terms of a film of reaction products covering the reaction surface. Such a surface defines a unique direction in space which may be used to classify transport processes as transverse or longitudinal. Since crossed-gradient transport occurs, a Péclet number Pe is introduced, representing the ratio of the velocities characterizing transverse and longitudinal transport, with transverse transport being by film diffusion of some reacting species and longitudinal transport corresponding to film flow as with wetting processes. If the influence of viscosity is taken into account in terms of a Schmidt number Sc, the long-wave approximation for the evolution of thin films on reaction surfaces is shown to be equivalent to a distinguished limit Pe 0, Sc , while keeping 1/ . The long-wave approximation is derived by an application of the method of strained variables which leads to a film equation for the spatio-temporal evolution of the film thickness h which represents the crucial element for a complete solution of the thermo-hydrodynamics of the layer. Since film generation due to chemical reaction and film removal due to evaporation may compensate for certain thicknesses h, surface phases are found to occur which correspond to stationary layers of uniform thickness. The evolution of the surface layer is shown to be a generalized reaction-diffusion process, with surface waves representing dynamical transitions between surface phases.     

复合材料的切削加工表面结构与表面粗糙度

普通金属材料的切削加工理论表面粗糙度可以用公式计算。复合材料经切削加工后其表面留有各种凹凸缺陷,这些谷峰轮廓并非由刀刃直接切出,故不宜用现有普通材料的公式计算其理论表面粗糙度。纤维增强复合材料的切削加工表面结构和粗糙度与切削方向密切相关。颗粒增强复合材料无方向性,其已加工表面结构和粗糙度主要受增强颗粒硬度和粒度以及含量控制。增强体与基体的界面强度及切削刀具和工艺条件对复合材料加工表面粗糙度有很大影响。      

基于球面三角网格逼近的等距曲面逼近算法

给出了一种基于球面三角网格逼近的等距曲面逼近新算法。利用三角网格逼近基球面,然后计算此三角网格按中心沿在曲面扫凉而成空间区域的边界作为等距曲面的逼近。该算法计算简单,方便地解决了整体误差问题,而且所得到的逼近曲面是与原曲面同次数的NURBS曲面。     

高分子表面重构研究进展

综述了高分子表面重构研究手段的发展、表面重构的机理与高分子结构对重构的影响等,并对高分子表面重构研究的应用前景进行了展望。     

无压渗透法制备铸造表面复合材料

提出用无压渗透法制备铸造表面复合材料的新方法。通过预先制备带有孔隙的硼铁合金 预制块, 用普通浇注的方法, 获得以灰铸铁为基的铸造表面复合材料。复合层从化合物层到亚共晶 层的厚度达8 mm , 其组织和硬度由表层向基体呈梯度分布, 表面化合物及过共晶层的耐磨性优于 Cr12 型高铬铸铁。      

表面活性剂动态表面张力的测定

平衡法测定的是静止表面的表面张力，但若两相界不断更新，则溶质面表面的扩散和吸附未必能达到平衡本文介绍的动态表面张力的测定试验，就是基於测定到达平衡表面张力的时间。