车门内板复杂钣金件逆向建模方法探讨

以某轿车前后车门内板为例,探讨复杂钣金件的逆向设计过程和方法。通过手持式三维激光扫描仪的非接触式测量获取前后车门内板的点云数据。利用Geomagic Studio 12软件进行前期点云处理。基于CATIA V5 R17软件平台的自由曲面、创成式外形设计、数字化外形编辑器、快速曲面重构等模块完成前后车门内板的曲面重构,并进行相应的曲面质量检查。对复杂钣金件的逆向建模流程和方法以及车门内板曲面质量的评价指标进行了相关探索。     

逆向工程在涡轮增压器叶片几何反求中的应用

叶片是涡轮增压器的关键零部件,不仅要求其有较高的尺寸精度,而且有较高的表面质量．为打破国外技术封锁,应用逆向工程技术对其进行几何反求并为其国产化提供设计依据．用三坐标测量仪测量曲面轮廓,提出了点云处理、曲线生成、曲面重构及精度评价的原则和方法,应用Imageware软件对其进行了曲面重构．提出了实体造型及生成工程图的原则和方法,应用Pro／E软件实现模型重建．利用该模型可以指导叶片的再设计与零件制造工艺的制定．     

逆向工程在涡轮增压器叶片几何反求中的应用

叶片是涡轮增压器的关键零部件,不仅要求其有较高的尺寸精度,而且有较高的表面质量.为打破国外技术封锁,应用逆向工程技术对其进行几何反求并为其国产化提供设计依据.用三坐标测量仪测量曲面轮廓,提出了点云处理、曲线生成、曲面重构及精度评价的原则和方法,应用Imageware软件对其进行了曲面重构.提出了实体造型及生成工程图的原则和方法,应用Pro/E软件实现模型重建.利用该模型可以指导叶片的再设计与零件制造工艺的制定.     

基于NURBS的三维船体曲面重构

针对重大件货仿真系统中船体曲面造型问题，给出了基于NURBS(非均匀有理B样条方法)技术重构船体曲面的主要步骤。对于给定的船舶型值点，用累加弦长参数化方法构造节点矢量，用非均匀有理B样条方法进行横剖线和水线的全局插值，并构造出规整的船体曲面的插值点网格，进而重构出以NURBS为统一数学表达式的船体曲面。仿真结果表明应用NURBS方法重构出的三维船体具有高度真实感。     

新型锻造钩舌复杂曲面误差分析与调整方法

在对锻造钩舌曲面实测数据进行误差分析的基础上,基于CATIA v5软件,通过运用曲面修改及优化技术对设计三维模型进行调整及修改,以图纸、三态检测和样板检测为依据,调整修改钩舌上下牵引、冲击曲面,护销突缘等部分的结构几何尺寸,同时工艺上提高了钩舌销孔的定位精度.采用修改后的钩舌三维模型进行实际数控加工,经检测试件全部符合检测要求,证明了该调整方法的有效性.     

无牙颌下颌骨及颞下颌关节三维有限元模型的建立

目的构建功能状态下无牙颌下颌骨及颞下颌关节三维有限元模型,此模型将为无牙颌颞下颌关节(TMJ)生物力学研究奠定良好的基础。方法采用螺旋CT断层扫描法,获取无牙颌患者下颌骨及颞下颌关节形态数据,然后将获得的每层CT片的图像输入计算机中,经二值化和边界提取方法进行图像处理,对所得数据点用CAD软件进行曲线重构、曲面重构和实体重构,最终得到无牙颌患者下颌骨及颞下颌关节三维实体模型。结果通过前期的数据采集、三维重建和后期的有限元建模,成功构建了无牙颌下颌骨及TMJ三维有限元模型。结论该模型在边界设定、载荷方式以及载荷量方面,真实代表了口内情况,可用于无牙颌下颌骨及TMJ结构内的应力分布研究。     

基于三维模型重构技术的公路预制构件尺寸检验评价方法

为使公路工程异形混凝土预制构件的制造尺寸检验评价适应工业化建造要求，应用三维模型重构技术检验评价了异形混凝土预制构件尺寸，提出了高精度、自动化异形混凝土预制构件尺寸检验评价方法，包括三维模型重构、点云数据处理和检验评价体系3个环节；总结了基于三维摄影的点云模型重构技术的原理和关键环节，研究了基于坐标转换和包围盒的无关点云自动剔除算法，并通过2个实例验证了该算法的效果；研究了点云整体配准和3类局部配准方法，针对不同形状的构件和不同位置的细部构造，结合工程需求进行对照；考虑工程需求并与配准方法对应，提出了基于彩色误差云图和数理统计方法进行构件尺寸检验评价的3种判异原则，包括误差均值和标准差判异原则、误差极值判异原则、综合判异原则；综合分析彩色误差云图和误差分布，利用判异原则对箱型涵洞侧墙和管型涵洞侧墙实例的尺寸进行了检验评价。研究结果表明:3种判异原则分别适合对预制构件进行整体宏观、局部单项和先整体后局部的检验评价；采用三维模型重构技术建立的异形混凝土预制构件点云模型，与实际构件相比其长度和宽度的误差均值约为1.5 mm，三维模型重构技术可以替代人工测量；能够自动化剔除无关点云，并执行更为严格且符合工程需求的构件尺寸检验评价。      

高速列车车头外形优化

针对高速列车气动性能,探讨一种列车车头外形优化仿真方法,利用优化软件Sculptor对某高速列车车头司机室观测窗处曲面进行重构,并运用流体数值仿真软件Fluent对重构模型进行数值模拟,计算结果显示,降低司机室观测窗处曲面的高度,有利于降低列车的气动阻力.     

逆向工程技术在公路设计领域的应用

前言随着计算机和CAD技术的迅速发展,以测量技术为基础、曲面重构技术为支撑的逆向工程在各种工程领域开始得到了广泛的应用。逆向工程技术(Reverse Engineering)也称为反求工程,在公路设计领域中,逆向工程应用主要包含2项内容:一是实物模型的数据采集;二是数字模型的建立。按照     

基于CATIA/CAA的弧面凸轮参数化建模

弧面凸轮的轮廓曲面是复杂的空间曲面,设计复杂且很难用常规的制图方法绘制,对此提出一种基于CATIA/CAA的弧面凸轮参数化建模方法,并开发出自动生成弧面凸轮三维模型的参数化设计程序.此方法快速、实用,可以大大提高弧面凸轮的设计质量和设计效率.     

基于特征数据分块自适应切片的空洞修补

针对常用的空洞修补方法在修复具有多种曲面类型的空洞时失效和所修复的曲面不光顺等缺点,提出基于特征数据分块自适应切片的空洞修补。首先,在考虑特征信息的情况下基于聚类对散乱点云进行分块;然后利用特征进行自适应切片,获得曲线并进行拟合;最后,在线上取点填充缺失的点云,最终对完整的点云模型进行曲面重构建立实体模型。试验结果表明,采用自适应切片法修补空洞能够保留特征,所填充的点云数据精度较高,能够满足后续建模的需要。此外对该方法填充的点云进行了曲面重构及光顺,结果令人满意。     

面向数控加工的船模曲面三维造型方法

为了最大限度地利用船模曲面的三族型线,使造型结果蕴涵更多的船模曲面的设计信息,分析了各类曲面造型方法构建船模曲面的不同效果,提出了面向数控加工的船模曲面三维造型的过曲线网格法,以一艘实际双艉船模曲面为例,研究了过曲线网格法实现船模曲面三维造型的关键技术:局部区域包容方案与分片造型方案,利用UG/OpenGrip开发了船模曲面三维造型模块。对于双艉船模曲面的制造,采用传统的手工放样的制作方法至少需要30 d,而采用四坐标船模曲面数控加工系统只需6 h就可以完成船模曲面98%的加工量,并且经测量验证:船模曲面的尺寸精度、形位精度和光顺效果,较传统的制作方法均有显著提高,满足船模曲面数控加工的要求。     

三维激光扫描技术用于公路工程测量的可行性分析

公路工程测量是公路设计的先导,公路建设的发展使其对测量精度与效率的要求不断提高,三维激光扫描技术可以利用高精度逆向三维建模和重构技术获得同步的三维坐标数据与数码照片等,以此建立三维数据模型,客观而真实的再现事物的形态等,是一种有效的空间数据测量技术,通过测试表明其测量过程与精度都可以满足公路工程的测量需求,是一种继GPS后的新一代工程测绘技术。     

基于三维各向异性扩散的图像平滑及三维重构效果分析

为了实现理想的三维重构效果,在重构前需要对切片集进行预处理。主要研究各向异性扩散的平滑方法,并将二维各向异性扩散平滑技术向三维空间进行推广,并就二维和三维各向异性扩散平滑技术对三维重构效果进行了分析,结果表明三维各向异性扩散具有更好的各向协同的平滑效果。     

东风雪铁龙塞纳轿车新款造型设计

简述了东风雪铁龙赛纳轿车新款造型概念设计的过程。通过方案的可行性论证、新产品的定位以及对雪铁龙轿车设计理念和风格的理解,得出了二维创意草图;并应用Rhino软件对其进行了三维曲面建模和精细渲染,完成改款车的造型设计。     

全顺汽车高顶蓬的自由曲面造型

结合三维造型CAD／CAM软件UGH的自由曲面造型的方法,根据自由曲面以及曲面造型的原理,阐述UG软件在全顺汽车高顶蓬的自由曲面造型过程中的思路和方法,并由此得出完成复杂自由曲面造型设计的结论。     

基于 KorFin 平台的三维线路选线设计 ———以嘉兴市有轨电车线路设计为例

KorFin(德国)是一款三维选线设计软件,适用于道路、铁路、管线等多个方面的线路选线设计。利用KorFin系列软件进行线路的平、纵、横断面设计及三维建模,可以使线路的设计成果可视化。以浙江省嘉兴市有轨电车线路设计为例,通过建立地形曲面、创建平面路线及进行纵断面、横断面设计等步骤,建立嘉兴市有轨电车线路模型,并通过软件自动估算出工程量及所需工程费用,从而展现其应用于线路选线设计中的价值。     

基于Geomagic Studio的防撞钢梁模型逆向重建

利用自行设计的QDU-1三维扫描仪得到了普通家用轿车前防撞钢梁的点云数据,并利用逆向工程软件Geomagic Studio对点云数据进行处理,得到高质量的NURBS曲面,并将重构的防撞钢梁模型导入CAD软件。该方法既可获得高质量的CAD模型,又可缩短产品开发周期、降低成本。     

机车轮对温差法装配过程三维弹塑性模拟

用有限元方法对机车轮对温差法装配过程进行了三维弹塑性模拟,分析了车轮与车轴中的等效应力和接触应力的分布以及轮对的塑性变形,探讨了轮毂配合间的边缘应力集中问题,对轮对过盈配合的设计具有一定的指导意义.     

磨粒的三维测量与重构

在铁谱分析中引入计算机三维测量与重构技术,通过使用改进拉普拉斯算子对在普通光学显微镜下拍摄到的磨粒连续图像序列进行清晰度分析来测量磨粒表面高度,重构磨粒三维图像.在普通光学显微镜下快速、方便地获取磨粒表面三维图,使铁谱分析技术不再仅限于对磨粒图像的二维分析.