冲压模参数化NURBS曲面造型及有限元网格划分

针对冲压模具的特点 ,提出了模具型面参数化NURBS曲面分片 ,局部网格调整的思想 ,较好地解决了板料成形有限元模拟前处理中模具型面造型及网格划分的问题。基于NURBS方法 ,在VC + +平台上开发了一个NURBS曲面造型及网格生成系统 ,对实际的盒形件拉深凹模型面进行了描述 ,获得了满意的曲面形状 ;基于参数空间法对型面进行了四边形网格剖分 ,并自动实现四边形到三角形网格的转换     

几种典型三角网格曲面参数化方法的分析与比较

三角网格曲面的参数化是纹理映射、重新网格化和曲面拟合过程中的重要环节,因此在实践中采用的参数化方法合适与否至关重要。本文着重介绍了三种代表性参数化方法,对这三种方法作了详细的分析和比较,给出了各算法的特点、运行时间、纹理映射效果和映射前后三角片的变形大小,对参数化方法的实际应用有一定的指导作用。     

基于能量优化和细分的参数曲面混合和孔洞填充

提出一种用能量优化法对参数曲面片进行细分的曲面混合及孔洞填充方法。该方法是先根据能量优化原理求出混合(填充)细分曲面的控制顶点，运用边界修改细分法，在正常Catmull-Clark细分之后，将控制网格边界轮廓去除，再进行下一次细分，从而生成一张完整光滑的细分曲面。该方法在保持混合(填充)细分曲面与基曲面在边界处C^2连续的同时，使混合(填充)细分曲面具有较好的光顺性。实例表明，该方法具有较高的效率，且混合(填充)的效果较好。     

参数化网格划分方法研究及其系统实现

介绍了参数化有限元分析（PFEA）的概念和内容，提出了参数化网格划分的概念。详细阐述了通过参数化网格划分来建立有限元模型的途径；研究了参数化网格划分的具体内容和实现方法；给出了在咖一graphics（UG）Ac．实现参数化网格划分的工作流程。通过编程，在UG上开发了基于历史的曲面参数化网格划分系统——ParaMesh，实现了对曲面的参数化网格划分，并给出了若干参数化网格划分的实例。     

采用能量方程优化零件数据模型

反求工程中曲面反求得到的数据模型虽然可以正确反映零件的拓扑结构,但网格上的三角形的为数量一般比较大。这里介绍的网格优化算法在保证拟和精度的前提下,定义了一个能量方程,使其数值只有在网格的精确性和简洁性都得到保证的前提下才能减小。然后,在保证不改变网格的拓扑结构的前提下,调整网络,使能量方程的数值尽量降低,从而大大降低线性曲面中三角形的数量。此算法已成功的应用于三维快速检测与复制及模型模具快速制作系     

考虑结构非线性特征的参数化形状优化方法

提出并实现一种将参数化设计技术应用于考虑结构非线性特征的形状优化设计领域的新方法。参数化设计技术是近年来发展起来的新一代CAD软件平台的核心技术之一。文中基于三维参数化CAD平台,将参数化设计技术、有限元建模技术与有限元分析优化系统集成为参数化的形状优化系统;引入非线性分析技术,以解决工程上大量存在的非线性形状优化问题。该方法克服了以往形状优化方法应用于三维实体结构时所面临的几何形状描述、约束与驱动的困难,为机械产品三维结构优化设计提供一个新途径。     

参数化的升力面缝隙网格生成方法研究

由于高升力复杂的流动、外形、驱动和支撑系统,需要耗费大量时间来计算分析设计的正确性,并且风洞实验的成本较高、试验周期长,且不能完全模拟实际飞行条件的不足。因此,文章提出一种基于参数化的升力面缝隙自动修补技术,主要内容包括:缝隙预处理、参数支撑线构造、内核框架线构造、网格光顺控制、网格正交控制技术等。进行了基于Spider软件平台缝隙自动修补模块GAPFILL的研究。通过大量网格生成实例的网格质量和数值计算结果,验证了算法的可靠性和鲁棒性。     

面向局部特征优化的参数化设计方法

实际问题中常常需要对模型的某些局部特征进行优化设计,为了克服传统意义上建模和优化效率低、参数化信息易丢失等缺点,充分运用三维CAD软件和CAE软件的优点,以Pro/ENGINEER软件和ANSYS自身的脚本语言APDL为平台进行模型参数化的建立,并提出了三种面向局部特征优化的参数化设计方法,并使用MATLAB和APDL联合测试参数化模型的准确性,最后以活塞为例验证了该方法的有效性和实用性,从而为活塞后续的优化分析作准备。     

修形齿轮的ANSYS参数化建模和有限元网格划分研究

基于对ANSYS模型建立和网格划分模块的分析,结合修形齿轮自身特点,找出了修形齿轮参数化建模和网格划分的方法,为修形齿轮优化设计奠定了基础。     

基于中轴线的曲面网格质量优化

网格质量对数值模拟的精度和效率有着重要影响,为了提升曲面网格质量,提出一种基于中轴线的曲面网格质量优化算法,由几何特征保持和节点光顺操作组成。采用法向张量投票理论对网格节点进行分类,保证了原始网格的几何特征。节点光顺操作通过不断的调整节点位置来提升网格质量,直到网格质量的变化量小于给定的阈值。针对光滑节点,采用二分法求解邻域多边形中轴上的最优中心点,并将该最优中心点投影回三维网格上,折痕点的最优位置则通过二次多项式插值法求得。应用实例表明,该方法在保证网格几何特征的基础上,较为明显地提升了曲面网格的质量。     

求解作业车间调度的变邻域细菌觅食优化算法

针对最小化最大完工时间的作业车间调度问题,提出一种基于变邻域趋化操作的细菌觅食优化算法。邻域搜索是一类改进型局部搜索算法,在每一步迭代过程中通过搜索当前解的邻域得到一个改进的解,利用邻域搜索可大大提高局部最优解的精确度。本算法采用基于操作的编码,使得细菌觅食优化算法适用于作业车间调度求解;将3种不同的邻域结构引入趋化操作中,以便扩大可行解的搜索空间,细菌个体按照自适应学习策略根据邻域的各自贡献率选择搜索方式,减少陷入局部极小的机会;同时使用自适应步长更新各邻域内趋化操作的位置,根据适应度值动态调整搜索精度,避免早熟收敛。典型算例试验表明,该算法具有一定的鲁棒性,并有效地提高了搜索精度和收敛性。     

基于响应曲面法的表面粗糙度预测模型的建立与切削参数的优选

文中通过试验设计的方法研究了高速精加工中切削参数的选择对表面粗糙度的影响.采用响应曲面法建立表面粗糙度的响应模型,分析了切削速度、进给量、背吃刀量对表面粗糙度的影响以及切削参数的优选.结果显示背吃刀量对表面粗糙度的影响最为显著,进给量次之,切削速度影响最小.在表面粗糙度选定的情况下,优先选择背吃刀量可以提高加工效率.     

基于低能耗的平面端铣削粗/精加工参数全局多目标优化

以平面端铣削粗/精加工过程为研究对象,根据变频调速铣床主轴电机运行特点,提出分段空载功率函数模型,构建铣床粗/精加工总能耗模型及总生产率模型,并通过相应实验对模型进行完善。结合实际生产建立粗/精加工过程约束条件。选取企业实际生产案例,采用遗传算法对选定加工特征的粗/精端铣削过程进行全局多目标优化,并与传统只针对粗加工或精加工的局部铣削参数优化进行比较。实验结果表明,与优化前相比,局部优化后的粗/精加工总能耗下降了12.51%,全局优化后的粗／精加工总能耗下降了15.04%;局部优化后总加工时间缩短了18.48%,全局优化后总加工时间缩短了21.26%。     

基于能耗指标的拟人机器人步态优化与分析

通过引入基于平均功率、平均功率偏差、平均力矩损耗三个能耗指标对拟人机器人步态进行了优化与分析.基于拉格朗日方程推导了各个关节驱动力矩的计算公式,建立了拟人机器人步态优化的数学模型.使用Matlab作为优化与仿真工具,得到了一組拟人机器人步态参数最优解,分析了拟人机器人各个步态参数与拟人机器人能量消耗之间的关系.并给出了拟人机器人步态优化与分析的数值实例.     

基于能量守恒的机械零件可靠性模糊多目标优化方法研究

多目标优化中各子目标函数权值分配应采用动态变化的赋值方法，并且应将基于有效解的常规多目标优化模型拓展为基于软计算满意解的模糊多目标优化模型。从能量守恒与转化以及系统论方法的角度，对多目标优化进行了阐述。利用模糊集理论中隶属函数的特性，将各子目标函数模糊化处理为满意度函数，建立了广义均匀定常满意度函数场下的模糊多目标优化的能量关系模型，提出了由协调校正权函数、广义有势力函数构成的多目标满意解总评价函数的方法。给出机械零件可靠性多目标满意解优化实例，进行可行性验证。     

基于焦点能量均衡的激光内雕刻路径优化

激光内雕刻系统中,三维点的雕刻次序关系到雕刻的质量和效率。在考虑雕刻光路和激光能量分布影响的基础上,借鉴图像处理的思想及投影操作,提出了一种量化若干层内雕刻点光路遮挡程度的方法,并将遮挡程度的量化结果作为扩大点集合的判断依据,由此可采用柔性的方法调节雕刻质量与效率的平衡。     

基于SolidWorks的盘形凸轮参数化建模

设计适当的凸轮结构,可使从动件得到任意的预期运动,故而快速有效的画出凸轮结构对凸轮机构有很大意义。本文介绍了一种盘形凸轮的参数化建模的方法,在SolidWorks平台上,利用Visual Basic进行宏的录制,完成对凸轮的参数化精确建模,该方法能够快捷提高凸轮机构设计效率。     

基于APDL语言的螺旋齿轮参数化精确建模

本文研究了渐开线圆柱螺旋齿轮的参数化有限模型的建立方法。通过采用对话框实现外部参数控制,记录点线面等参数实现内部参数控制及自下而上、等分齿体、旋转复制的建模方法,实现了基于APDL语言的参数化建模,并进行了有限分析。结果表明:该方法建立的有限元模型具有几何形状精确,单元形状规则,计算准确的特点,具有独立图元的性质,可以实现任意螺旋齿轮建模。