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。     

基于点云数据的曲面重构方法研究

点云数据的曲面重构是逆向工程的关键技术。本文在分析现有重构方法局限性的基础上,提出了一种以边界为中心的新方法。这种方法重构出的曲面间具有的内置连续性。     

C1连续曲面重构与光顺的有限元算法

提出了一种基于离散的测量数据重建光顺自由曲面的有限元新方法。根据最佳逼近与能量光顺原理，建立正定的目标泛函，采用18自由度三角形板单元对泛函离散，进行极小化，求得最优解。根据有限元插值计算，重新构造出全场C^1连续的自由曲面。这种方法结合了能量光顺技术，有效地抑制了输入数据上误差噪声的影响，曲面重建的精度高、光顺性好，而且能给出合理的一阶导数。该方法计算简单、便于应用，所需的输入数据点少，并可用于处理曲线边界区域的问题。     

面向IGES输出的曲面重构技术

针对反求工程中复杂曲面CAD建模专用软件（RE－SOFT）与其他商用CAD／CAM系统间进行信息流动的问题，提出一种面向IGES标准输出的复合三角Beizer曲面重构四边NURBS曲面技术；通过复合三角曲面的特征提取，对三角曲面进行分块、区域边界编辑及相邻区域光滑拼接，进而构造出G^1连续的光滑四边NURBS曲面模型并以IGES数据格式传输到其它CAD／CAM系统中进行后续处理，达到了既能充分利用三角曲面的优势又能实现专用CAD软件（RE－SOFT）与其他商用CAD／CAM系统集成的目的。     

曲面品质分析的可视化后置处理技术

曲面品质分析结果的可视化显示是实现对自由曲面设计质量进行评估的关键。目前,国内还无文章系统地阐述这种技术。笔者提出了一套较完整的自由曲面品质分析的后置处理方法,实现了下列曲面品质分析曲面曲率图,等反射线,高亮线,等照度线。该方法的主要特点是用统一的方式处理边界、非边界等值点,闭合、开等值线,同一场量值对应的多条等值线,单、多个曲面的等值线生成,算法简单实用;对前置处理产生的曲面一次离散三角片中有等值线通过的,依据等值线段对该三角片进行二次离散处理,能较好地消减曲面一次离散三角片链显示颜色云图中的颜色过渡处的走样,锯齿,具有较好的效率和效果。     

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。     

NURBS曲面求交及变半径过渡曲面生成

本文探索NURBS曲面求交及构造过渡曲面的方法。基于交线跟踪算法求出NURBS曲面间的交线,算法比较稳定、可靠;采用参数化平面与等距面求交找出两曲面空间等距点,具有自然与变半径过渡曲面的定义相呼应、找点快、准确、稳定的特点;过渡曲面表示为2×3次NURBS曲面,自然、充分地利用了NURBS曲线可精确表示圆弧段的特性,过渡曲面具有表达简单、比较准确、便于采用统一的NURBS曲面处理算法对其进行各种几何处理的优点;实验证明这些方法可行,效果令人满意。     

覆盖件模具设计中的曲面重构

在实际生产的覆盖件模具设计中,由于数据转化、人为设计等各种原因造成使用的多曲面片三维数学模型存在着众多问题,针对这一影响设计效率和质量的现象,本文采用类似于逆向工程中曲面重构的方式,结合Surfacer和UGⅡ等三维造形和设计处理软件,根据优势互补原则,将三维数学模型由产生众多问题的多曲面片转化为单曲面片,并在控制精度的前题下,使最后输出的曲面模型能够很好的满足设计要求.     

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。     

任意B样条曲面的多分辨率表示及光顺

本文着重研究具有任意 节占矢量的端点插值Ｂ样条曲线曲面的多分产率表示在Ｂ样条曲面光顺中的应用。     

不可展回转曲面近似展开的精度分析

本文通过对不可展曲面近似展开的整体及局部的误差分析，准确地掌握曲面近似展开的变形规律。为提高展开样板的精度提供了理论依据，本文提出的分析方法对一般规则的曲面近似展开的精度分析也是适用的。     

工程曲面的精密变形监测分析

本文探讨了具有二次方程的一类工程曲面的变形监测分析方法，通过确定其原始工程曲面和运营中实际工程曲面方程几何参数之间的差值来确定曲面的变形状态，原理和方法同样用于确定建筑工程曲面的放样质量。     

换热器表面结霜的特性与翅片效率公式的分析

分析换热器表面的结霜特性。及其对换热器性能的影响。从理论上分析几种结霜下的换热器翅片效率公式。并对各公式的结果进行比较。提出了一种更为合理的翅片效率公式形式。     

面波法检测地基波速中振源与测点的布置方法

在地面竖向简谐集中力作用下,利用轴对称有限元-无限元耦合模型计算了地表动力响应的相频特性,并由此系统地考察了由两点相位差确定R波速度的影响因素及其规律性。对匀质弹性地基的研究结果表明,为保证由不作P波和S波滤波处理的实测地表信号相位差求出的R波速度具有足够高的精度,点-源距和测点间距必须满足一定的要求;对高饱和度地基及当测点间距较小时,目前对振源和测点布置的常见做法会使检测结果出现较大的误差。结论对地基波速检测的面波法现场工作方法具有重要的指导意义。     

固液界面与单晶连铸表面质量

本文研究固液界面对单晶连铸表面质量的影响,结果表明,形成中心向液体中凸出形状的固液界面,且保证铸锭表面在离开铸型之后自由凝固是获得高的表面质量的必要条件。     

等离子体聚合及其对聚烯烃表面性能的影响

介绍了近年来等离子体聚合的发展概况，分析了影响沉积机理的各因素，认为，等离子体聚合过程极其复杂在不同的工艺条件下有可能产生不同形太怕沉积物，如薄膜等，探讨了这种先进离子薄膜聚烯烃材料表面改性的应用可能性，认为它可以大幅度地改善材料的表面极性，并有可能获得一类具有获得性能的薄膜，如高渗透膜，高阻隔膜和高耐膜等。     

含硼黄铜冷凝管使用前后表面膜及耐蚀性的研究

一种加痕量硼的新型黄铜冷凝管在电厂运行4—5年中显示出较好的耐蚀性。本文用 X 射线、电子探针、离子探针及电化学等方法研究了该冷凝管在使用前后表面膜及腐蚀产物的组织和成分。结果表明:由于硼在退火过程中形成的表面膜中富集,从而提高了冷凝管的防护能力。     

自然对流条件下疏水表面与普通金属表面霜生长的对比研究

结霜是一种在低温下普遍存在的现象,可对设备造成很多危害.本文通过在自然对流条件下,竖直冷平板上疏水表面与普通金属表面霜生长过程显微动态观察实验,证明疏水表面有利于延缓霜的生长并根据相变动力学理论,分析了原因.     

电子束表面改性技术质量控制与性能影响分析

电子束表面改性技术能够赋予材料优异的表面性能,具有广阔的应用前景。分别从裂纹、气孔、表面粗糙度、改性层与基体结合强度等方面综述了材料电子束表面改性层性能研究现状,并从抗氧化性能、耐磨损性能、抗腐蚀性能、断裂韧性方面综述了电子束表面改性对材料表面性能的影响,简要介绍了用于电子束表面改性的设备,并展望了该项技术的发展前景。