汽车复杂曲面零件的快速参数化逆向设计分析

逆向设计的关键流程有点云数据的采集、点云数据的预处理和逆向建模。本文主要是使用逆向设计技术对汽车零部件转子式机油泵壳体（下文简称壳体）的逆向建模。其具体的设计流程是先分析点云数据的采集方式，然后利用实验室的三维扫描设备来确定具体需要使用什么样的采集方式，并采用杭州先临三维科技股份有限公司生产的Shining3D-Scanner双目型三维扫描仪来采集壳体的三维点云数据，然后利用逆向软件Geomagic Wrap来初步处理采集到的点云数据，其中需要处理的部分包括去除体外孤点、减少噪声、删除钉状物、填充孔洞、网格松弛和去除特征等，最后使用逆向软件Geomagic Design X对经过预处理的三角面片模型进行曲面重构（逆向建模）并得到重构的壳体的实体模型。     

基于Catia的点云逆向设计

在汽车产品设计开发中,为了验证和评审产品的三维造型,通常按照1:1的比例制作模型,模型评审冻结后,用三维激光扫描仪扫描模型表面,获得点云。点云导入Catia软件后,通过逆向设计得到模型的表面数据,为后续结构设计、模具和检具开发,提供了数据来源。文章以某卡车的门护板点云逆向设计为例,详细阐述了逆向设计过程中的点云编辑、建模、精度分析和逆向数据质量检查的方法。     

基于CATIA的汽车零部件逆向设计

逆向设计是汽车设计过程中比较常用的方法,通常应用于整车及零部件外观设计中,文章首先介绍逆向设计在汽车产品开发过程中的重要性,同时指出逆向设计与正向设计的不同之处,其次详细描述CATIA软件通过点云预处理、网格化、模型重构等工作流程,完成实体零部件到三维数据的逆向设计工作,最后针对三维数模进行工艺可行性分析,发掘现有产品质量问题改进点,提升产品品质。     

基于实物模型的逆向造型技术应用

对产品的实物模型进行表面测量,按照逆向工程的过程由测量数据点云完成产品模型的三维CAD建模,在汽车工业的新产品开发中得到了广泛的应用。以汽车变速杆罩盖的三维光学测量和基于Imageware软件的逆向造型过程为例。对基于实物的CAD建模关键技术进行阐述和总结。     

基于实物模型的逆向造型技术应用

对产品的实物模型进行表面测量,按照逆向工程的过程由测量数据点云完成产品模型的三维CAD建模,在汽车工业的新产品开发中得到了广泛的应用。以汽车变速杆罩盖的三维光学测量和基于Imageware软件的逆向造型过程为例。对基于实物的CAD建模关键技术进行阐述和总结。     

基于CATIA的车身后底板逆向设计

车身后底板因结构复杂、零部件多而成为白车身设计的难点,采用逆向工程方法对后底板进行了分析设计。针对逆向设计中后底板形状复杂、点云数量大、倒角、翻边及搭接等技术处理难点做了相应的优化,为产品的创新设计和缩短生产周期,以适应快速多变的市场需求提供了技术支持。通过三维建模软件对汽车后底板的逆向设计,完成了数据采集、预处理及三维模型的重建,并对逆向设计过程中遇到的问题做出合理的解答,为逆向工程方法在汽车车身设计的应用提供了参考。     

三维激光扫描技术在公路溶洞测量中的应用

某高速公路研究区发现溶洞与拟建高速公路某处桥墩相交,给公路工程建设带来较大安全隐患,为查清溶洞的形态、规模,采用三维激光扫描得到密集点云数据,再运用建模软件将点云数据逆向建立溶洞的三维模型。将溶洞三维模型与桥墩设计模型叠加,准确地分析了溶洞对高速公路的影响;将溶洞三维模型横、纵断面与桥墩横、纵断面进行叠加,准确量测出溶洞到桥墩桩基的距离,为桥墩桩基施工安全提供科学决策依据。     

基于Imageware和UG的某轿车车身侧围逆向设计研究

通过测量某实物轿车,得到车身点云图。应用Imageware的点云处理功能和UG的曲面造型方法,提出了利用逆向设计来快速构建侧围模型的方法。本文对用逆向工程方法进行车身建模进行了初步探讨,并最终建立了侧围的模型,得到了逆向工程的一般步骤和建模技巧,为其他车型的逆向设计提供了参考。     

基于点云模型的桥梁构件形态变化趋势识别与分析

为准确识别桥梁运营期间关键构件的几何形态及其变化趋势,提出一种基于点云模型的构件形态识别方法。该方法利用激光扫描与点云模型拼接技术,建立运营期间桥梁结构的精细化三维数字模型,通过对构件的时空变化趋势进行跟踪,进行桥梁结构力学现状的判断及发展趋势的预测。以7座独柱墩桥梁的倾覆评估为例,采用三维激光扫描得到的点云模型,识别各桥支座转角、主梁相对支座侧移及整体结构行为变化,并通过2年跟踪得到主梁侧向倾覆的趋势。识别结果与常规检测数据及外部荷载特征一致。该方法可实现桥梁构件几何形态的远距离识别和整体结构行为变化的快速跟踪,为桥梁的安全预警提供合理依据。     

基于CATIA的锥齿轮逆向设计

文章通过对锥齿轮的逆向重建实例来描述CATIA的逆向设计过程，整个流程分为获取点云、点云预处理、曲面重构三个部分，用激光扫描仪获取三维点云数据，在CATIA中对点云进行数据处理，实现曲面重构，最终生成曲面锥齿轮的实体模型，说明了逆向工程的整个设计应用流程。     

波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应

该文论述了采用空间有限元法分析波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应。在分析中考虑了集中力和均布力两种最典型的荷载工况。分析得到的结果与等代腹板的混凝土箱梁剪力滞效应进行比较,比较结果表明两者剪力滞变化规律相同,只是波形钢腹板组合箱梁的剪力滞系数略大。最后,根据分析结果得出一些有参考价值的结论。     

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁...     

考虑防火涂料的PC箱梁时空温度场及刚度退化试验研究

为了明确涂有防火涂料的预应力混凝土（PC）箱梁火灾温度场及火灾后的刚度退化性能,针对3片有、无膨胀型防火涂料的PC简支箱梁开展了火灾模型试验研究。基于预应力混凝土梁受火性状推导了刚度衰变率与挠度衰变率关系方程,通过分析混凝土箱梁截面时空温度场分布状态,基于分区域理论提出了一种PC箱梁受火损伤后初始截面等效刚度简化计算方法,并基于自振频率推导了受火梁动刚度计算公式;对模型梁进行了火灾后的静力逐级加载和动力性能试验,分析了受火梁挠度、频率等静、动力参数的变化规律,研究了受火损伤状态对箱梁静、动力特征参数的影响;基于理论计算和试验数据对比分析了受火梁静、动力刚度在不同损伤状态下的退化规律。研究结果表明：膨胀型防火涂料的使用显著降低了预应力混凝土箱梁的高温敏感性,混凝土温升速率明显下降,大幅降低了混凝土结构温度,有效减少了混凝土结构开裂和爆裂现象;受火试验梁的截面静刚度随荷载增加而逐渐减小,且初始损伤越大,进入弹塑性阶段发展越快,越早达到结构极限承载力;初始损伤状态对结构截面静刚度的影响大于对结构动刚度的影响,且截面静刚度衰减速率比动刚度衰减速率更快。提出的受火梁静、动刚度及固有频率的简化计算方法可为火损箱梁的结构静、动力性能初评估提供理论依据。     

预应力混凝土组合箱梁桥损伤识别方法研究

该文运用动力识别指标——柔度法和模态应变法分别对某五跨预应力混凝土组合箱梁桥的损伤识别进行了研究,对比分析了两种方法的识别效果,结果表明:对于连续组合箱梁结构,柔度差法比模态应变能法的识别效果更好。     

新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比计算方法

为确定新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比的合理取值,基于阻尼等效前后复频率相等原则,利用复频率和组合结构材料阻尼比之间的关系,提出新型波形钢腹板组合箱梁各阶模态等效阻尼比计算方法。采用有限元软件建立3个新型波形钢腹板组合箱梁的动力分析模型,利用该方法计算得到该新型组合结构等效阻尼比并与实测结果进行对比。结果表明:采用该方法求得的新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比与试验测试结果吻合较好,进一步可说明该方法物理意义清晰明确,能够较准确地反映新型波形钢腹板组合箱梁的阻尼耗能特性。建议在对新型波形钢腹板组合箱梁进行动力特性分析时,等效阻尼比取为0.03。     

无背索斜拉桥钢-混凝土组合脊骨主梁的关键受力分析

根据无背索斜拉桥中大悬臂钢-混凝土组合脊骨主梁的结构和受力特点,采用空间有限元法分析了混凝土桥面板徐变对组合脊骨梁内力分配的影响、钢箱梁扭转效应、组合悬臂挑梁受力及荷载横向分布、桥面板剪力滞效应等几个关键性受力问题,并利用外国规范验算了钢箱梁承压板的局部稳定性。由分析可知,混凝土徐变导致脊骨梁中钢箱梁应力增加,混凝土板应力下降;钢箱梁的扭转翘曲正应力可达到弯曲正应力的10%;大悬臂组合行车道板的横向分布计算取3片梁模型即可,且施工中采取预弯措施可防止组合挑梁的混凝土板受拉开裂;《本四桥规》中承压板容许应力计算公式约具有2.0的安全度;混凝土行车道板的剪力滞效应明显,塔梁固结处的行车道板还出现了负剪力滞现象。上述结论可为同类结构设计提供参考。     

预应力混凝土低高箱梁桥承载能力分析

预应力混凝土低高箱梁桥在桥梁工程中被推广使用,但其承载能力研究相对滞后.本文讨论了预应力混凝土低高箱梁承载能力计算方法,将箱梁沿截面竖向划分条带,根据箱梁截面内外力平衡,引入混凝土和预应力钢筋的本构关系,可以对低高箱梁进行承载能力全过程的非线性分析.对30m预应力混凝土低高箱梁进行了全过程非线性分析,并将计算结果和试验数据进行了对比,二者基本吻合,说明计算方法正确,计算所得结果可对这种梁的承载能力有更深入了解,为以后该种梁的设计和应用提供可靠的理论依据.     

基于超高性能混凝土组合桥面钢箱梁的混合梁钢与混凝土结合段受力性能仿真分析

对于某钢混凝土组合-混合连续箱梁桥,提出了跨中采用钢-超高性能混凝土（UHPC）组合梁、桥面板采用矮肋板的方案以减轻自重,钢-混结合段区域上表面再覆盖一层UHPC,从而形成超高性能混合梁。为重点研究钢-混结合段的受力性能,首先采用MIDAS/CIVIL桥梁专用有限元计算软件建立了连续箱梁桥的大尺度整体模型,以确定钢-混结合段的最不利受力工况及其具体的内力数值;随后采用ABAQUS建立了钢-混结合段的小尺度局部有限元模型进行精细化分析,以明确该区域钢、普通混凝土（NC）和UHPC的应力分布情况。计算表明该桥钢-混结合段的刚度能平稳过渡,钢、NC和UHPC的应力水平均较低,具有良好的安全储备,能够满足桥梁的受力要求。     

昌平钢-混凝土结合连续刚构桥的设计与施工

昌平跨线桥采用两联跨度为(37+60+79+42.5)m及(42.5+79+42.5)m的钢-混凝土结合连续刚构型式.该桥主梁为钢-混凝土结合梁,钢箱梁采用单箱单室直腹板截面,桥面板为钢筋混凝土结构,钢箱梁在中墩处与混凝土墩身固结,下部结构墩柱均采用矩形桥墩.采用有限元程序MIDAS Civil建立全桥空间结构计算模型,对该桥进行静力计算分析,结果表明钢箱应力及结构强度均满足规范要求.为减少对桥下交通的影响,该桥钢箱梁采用工厂预制、现场吊装的方法施工,预制桥面板按先跨中后支点的顺序施工,采用间断法安装.     

波形钢腹板预应力混凝土箱梁的试验研究

为研究波形钢腹板预应力混凝土箱梁这种新型桥梁结构的力学性能,根据国外已建实桥的箱梁尺寸,设计了缩尺模型试验梁。通过测试模型梁在静力荷载作用下的挠度和应变,来分析这种箱梁结构的弯曲、扭转和畸变等力学特性。试验结果表明:在弯曲荷载作用下,波形钢腹板主要承担剪力,而弯矩仅由混凝土顶板和底板来承担,同时箱梁的挠度应计及钢腹板的剪切变形的影响。另外,波形钢腹板预应力混凝土箱梁对偏心荷载作用时产生的扭转变形和畸变的抵抗能力相对较差。波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有区别于传统混凝土箱梁结构的的力学特性。