青少年脊柱侧弯矫形器的设计方法研究

为解决青少年脊柱侧弯问题,简化矫形器设计过程和制作周期,以某一脊柱侧弯患者为例改进矫形器设计方法,采用三维人体扫描系统对其数据采集,运用逆向工程方法,基于该患者的体廓点云数据,构建了人体胸腰段的三维模型;依据三点受力原理,数字化设计了脊柱侧弯矫形器,并对其进行虚拟装配;装配结果表明,矫形器与患者体廓吻合度良好;该方法为矫形器数字化制造提供了理论依据及技术支持.     

基于模糊神经网络的脊柱侧弯矫形器设计模型

为了辅助医师设计脊柱侧弯矫形器,提出了一种基于模糊神经网络的脊柱侧弯矫形器设计模型.该模型实现了预测脊柱侧弯矫形器设计参数和自适应调整隶属度函数的功能.以脊柱侧弯矫形器修型调整量为例,建立了脊柱侧弯矫形器修型调整量预测模型并进行了试验研究.试验结果显示该预测模型的建模精度为91.9％、预测值和实际值的相关系数为0.84...     

钛板颅骨修复假体的设计

运用逆向工程的方法,基于患者的头部CT数据,构建了颅骨的三维模型;数字化设计了钛板颅骨修复假体.虚拟装配结果表明该修复假体与缺损部位良好吻合;采用有限元法对钛合金颅骨修复假体进行了强度分析,分析结果表明假体具有足够的强度;为下一步数字化制造提供了可靠的基础.     

钛板颅骨修复假体的设计

运用逆向工程的方法,基于患者的头部CT数据,构建了颅骨的三维模型;数字化设计了钛板颅骨修复假体．虚拟装配结果表明该修复假体与缺损部位良好吻合;采用有限元法对钛合金颅骨修复假体进行了强度分析,分析结果表明假体具有足够的强度;为下一步数字化制造提供了可靠的基础．     

基于PCL的人体模型自动化修形研究

提出了基于患者人体点云数据的修形曲面自动化建造方法.利用三维激光扫描仪获取人体点云数据,滤波后将点云数据分割成骨盆、腹腔和胸腔三部分,根据三点加力矫形原理提取用于设置伸展空间和施加矫形压力的点云数据,施加变换操作;最后实现点云数据的拼接,创建人体修形曲面.设计案例表明该方法为矫形支具自动化设计奠定基础.     

基于高精度FA针摆传动反求的最佳齿廓设计

在对高精度FA型针摆传动的FA45-29二齿差机型反求的基础上,通过进行测量数据处理确定了样机的重要参数,同时采用保证高精度传动的最佳齿廓的设计理论进行编程优化最佳修形量,进行最佳齿廓的设计,在保证相同的回差的同时可以有更好的承载能力.将设计的最佳齿廓以及优化的修顶曲线与反求样机齿廓使用Matlab进行了齿形比较分析,并分别建立和装配了三维模型,使用ANSYS有限元分析软件进行了受力分析的验证,理论优化的齿廓承载能力更佳.     

4WD概念车驱动桥的设计与分析

基于三维数字化CAD/CAE应用平台,运用NX 6.0、Pro/E 5.0和Ansys 11.0软件,通过对主减速器、Torsen差速器等总成的参数化建模和虚拟装配、运动仿真,探讨了4WD概念车驱动桥的设计方法。     

复杂空间形态边坡的稳定性分析

为合理评价复杂空间形态边坡的稳定性,基于边坡的三维点安全系数,利用三维数值模拟,提出了边坡稳定性的三步点安全系数计算方法.首先,采用强度折减法降低边坡体的抗剪强度指标,使边坡处于临界状态或者大变形状态,计算边坡临界状态的位移场;其次,设置实际的边坡岩土体物理力学参数,计算当前状态应力场;最后,综合临界状态位移场和当前状态应力场,计算边坡的点安全系数.将此方法应用于贵州贞丰煤电厂运煤道路高边坡工程,计算结果表明:未加固边坡的整体安全系数虽大于设计值1.35,但坡脚局部稳定性系数小于设计值;按照点安全系数分布规律对该高边坡的下部两级边坡采用锚杆加固,确定坡脚锚杆加固的范围为下部两级边坡,锚杆加固深度为坡面以下8 m,锚杆间距为2.0 m,锚杆直径为25 mm,锚杆加固后,边坡的局部稳定性得到显著改善,坡体点安全系数均大于1.35.      

面向自动装配的冲模装配建模与规划

通过对冲裁模设计过程中产生的零件之间装配关系的记录,建立了冲模装配体装配关系图.以装配图为基础,根据冲模生产过程中的设计惯例和零件之间的联接关系,对构成冲模结构的各零部件进行了子装配体的划分,形成了具有层次化结构的装配体结构树,并在此基础上,通过实例说明了子装配体的装配顺序规划方法.     

基于虚拟装配体绑定的产品层次化装配序列生成

装配是产品制造中的重要环节之一.计算机辅助装配顺序的生成为实施快速、灵活、优化的装配,提高装配质量和效率提供有力的支持.任务层次与分解方法的设计是层次任务网规划方法应用的关键技术.文中提出了一种基于虚拟装配体绑定的底层装配操作实施机制,在此基础上建立了产品装配序列生成的任务分解策略.装配实例表明,该方法在产品装配序列生成中具有建模层次清晰、任务分解策略易于制定、装配序列生成比较灵活的特点.     

面向自动装配的冲模装配建模与规划

通过对冲裁模设计过程中产生的零件之间装配关系的记录，建立了冲模装配体装配关系图。以装配图为基础，根据冲模生产过程中的设计惯例和零件之间的联接关系，对构成冲模结构的各零部件进行了子装配体的划分，形成了具有层次化结构的装配体结构树，并在此基础上，通过实例说明了子装配体的装配顺序规划方法。     

CAD数字样机动力学参数提取及敏感性分析

现有的三维CAD模型主要描述的是产品的装配结构和几何特征,不具有可分析的特征和特性.以客观地定量化描述产品动力学参数对性能的影响为目标,提出了建立面向CAD的多体动力学分析信息统一描述模型和动力学参数对性能影响的定量描述方法.通过建立多体动力学分析信息统一描述模型,提出一种通用的动力学参数提取方法;基于仿真试验的性能分析取样策略获取动力学计算仿真模型的输入输出样本集,应用粗糙集理论对动力学性能参数进行敏感性分析,最终获得影响产品性能的关键参数集,最终完善CAD数字样品.最后,以机车车辆CATIA三维数字化CAD数字样机的动力学参数提取及敏感性分析为例,证明本文方法的可行性、有效性.     

水轮发电机组检修的计算机仿真系统开发

为了解决水力发电厂检修人员的技术培训及制定合理、高效的检修方案等问题，采用计算机仿真技术、虚拟现实技术及多媒体技术相结合的方法，开发了水轮发电机组检修仿真系统，系统开发的关键技术包括水轮发电机组所有零件的三维数字化建模、检修技术和工艺知识库建立、三维可视化浏览技术、基于虚拟现实的动态装配仿真技术及多媒体技术，该系统已成功地用于某大型水力发电厂的人员培训和检修方案的辅助制定。     

涡轮叶片逆向建模与特征参数提取

为了在已有涡轮叶片实物基础上进行再创新设计,采用激光扫描仪对涡轮叶片进行数字化扫描,提出了在三维测量得到涡轮叶片点云数据的基础上,准确进行逆向建模、反求几何参数和提取气动特征参数的逆向设计方法.根据涡轮叶片的几何参数反求和提取气动特征参数要求,基于获取涡轮叶片的截面点云图,用五次多项式曲线拟合叶盆和叶背,并用圆弧逼近叶形前后缘.基于该方法,采用Matlab软件对涡轮截面线点云进行拟合,反求得到了叶身型线方程,拟合偏差控制在之内,能够获得准确的叶片截面型线和气动特征参数.      

合装托盘三维设计中的几个关键问题

分析了利用CATIA V5进行合装托盘三维设计时的几个关键问题,并研究了相应的解决方法,包括使用选择性加载方式减少资源消耗、如何对多孔零件建模、减少对称命令的误操作以及使用柔性子装配自动调整多级装配模型的内部位置。这些方法也适用于其它中、大规模的三维设计,具有一定的普适性。     

基于Pro/Engineer的装配建模

论述了基于Pro/Engineer的装配建模，在总体上是以层次结构的信息为逻辑结构主干，以联接信息为其重要组成部分，该模型使用了面向装配设计，并行高等等先进的设计方法，此模型应用于新型钢丝绳联轴器的研制。     

基于Pro/E的齿轮泵运动仿真与装配动画研究

通过零件三维模型的生成及运动仿真,可大大减少设计周期,通过装配动画的设计和制作,可提高装配工艺编制效率,并指导工人装配,从而提高产品制造质量。本文以齿轮泵为例,介绍了Pro/E软件中的运动仿真和装配动画的操作思路和具体方法。     

柴油机气缸盖装配平台结构设计与研究

根据某型柴油机气缸盖的装配工艺,设计了用于柴油机气缸盖自动化装配线的装配平台。利用三维建模软件建立装配平台的实体模型,并规划了气缸盖在装配平台上的装配过程;为校核关键零部件的强度和刚度,对其进行有限元分析,并根据有限元分析结果,优化设备中不满足材料强度和刚度要求的零部件结构;构建了装配平台的运动学模型并进行运动学仿真分析,对翻转机构的转动和直线运动过程进行多组数据对比仿真,根据仿真结果,得到翻转机构直线运动过程中导轨摩擦系数与驱动力和功率之间的关系,以及翻转机构转动过程中转动角速度和角加速度与驱动扭矩之间的关系。     

基于虚拟地理环境的铁路数字化选线设计系统

为了在逼真显示的三维地理环境中实现铁路三维实体选线设计,研制了一个基于虚拟地理环境的铁路数字化选线设计系统.该系统集成空间信息技术、数字摄影测量技术、地理遥感技术、虚拟现实技术以及计算机仿真技术,基于航测影像信息和卫星遥感信息,建立了一个逼真显示的铁路虚拟地理环境;采用BIM(building information modeling)技术,构建了铁路构造物基元模型库;通过调用库中的实体基元模型,实时构建方案线三维模型,并在三维环境下对其进行检查修改,比选不同结构类型,实现三维实体选线设计.系统在中老铁路勘测设计中进行了实例验证,结果表明:该系统能够让选线工程师在室内环境下模拟现场实景分析和踏勘,能快速构建方案线三维实体模型,具有方案线比选直观等特点,能满足环境选线、重大工程优先选址选线、海外铁路选线的需求.      

反求建模中常见二次曲面拟合方法

针对机械零件反求建模过程中常见二次曲面的表面重建问题,提出了曲面拟合分步计算法.该算法根据数字化离散点的三维坐标及各点的法矢量,利用零件表面的几何特征建立拟合计算目标函数,把二次曲面拟合问题转化为线性最小二乘计算问题;通过拟合计算提取曲面的几何参数,为建立机械零件实体及特征模型打下基础.