谭昌柏[1]2003年在《结构件反求建模中的数据处理技术》文中提出逆向工程是近年来CAD/CAM技术中发展很快的一个分支，而结构件的重构研究在航空工业、汽车工业等领域有着非常重要的应用。本文在基于草图重建结构件的思路下，针对结构件反求中的数据点简化、平整处理和草图平面、草图元素生成算法进行了研究。主要工作如下： 研究了建立在数据点空间k-邻域划分基础上的测量点按法向距离简化的方法，该算法具有点的简化密度对曲面曲率大小的自适应能力。借鉴一些成熟的网格光顺方法，本文实现了引入拉普拉斯算子的高斯滤波平整数据点的方法，具有时间复杂度小，有效防止模型“收缩”等优点。 结构件是由特征组成，特征在设计时一般是以一个或多个草图为基础，然后进行拉伸、旋转、扫掠等操作而得到。按照在草图基础上反求结构件的思路，本文研究了草图平面与草图元素的生成算法，包括平面、直线、圆弧的最小二乘拟合和基于设计意图的样条线生成算法。实现了在给定拟合精度下自动优化顶点数目的B样条曲线拟合算法，并提出借鉴草图元素生成算法和B样条曲线拟合算法，构造截面轮廓线和特征线来实现自由曲面反求的方法。 简要介绍了CATIA的二次开发平台CAA，以及算法实现中用到的主要CAA框架和API。在CAA平台上对本文研究的相关算法进行了编程实现。
谭昌柏, 周来水, 张丽艳, 卫炜, 王志国[2]2008年在《飞机外形和结构件反求建模技术研究》文中认为探讨了基于特征的飞机外形和结构件反求建模策略,并给出曲面特征和实体特征的定义,该方法支持具有完整特征表达的模型快速重建。提出了大规模散乱数据k-近邻的空间球搜索算法,其逐步增大搜索范围的策略可有效提高搜索效率。研究了结构件与外形相关曲面特征的重建方法,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取。研究了基于工程约束的曲面形状修改算法,以B样条曲面需满足的点、线、面几何约束为目标约束,通过最小化形状修改前后差曲面的弯曲能得到精确满足目标约束的光滑曲面,推导了曲面弯曲能和曲线约束的表达式。最后,以飞机翼肋模型反求为例验证了所提方法的可行性。
汪俊[3]2007年在《飞机结构件反求建模关键技术研究》文中研究表明反求建模技术在我国新型飞机研制及已有飞机的改进改型设计制造中具有广阔的应用前景。然而,飞机产品的反求建模比一般机械产品的反求建模要求高、难度大:首先,飞机测量数据量大,外形品质要求高;其次,飞机结构复杂,结构间协调要求高;同时,通过反求建立的模型只能作为飞机进一步设计的初始模型,不可能直接作为飞机设计的最终模型,因此,反求重建的飞机产品模型必须符合飞机设计表达,易于设计修改。本文针对飞机产品反求建模必须符合飞机设计表达、易于设计修改的要求,对飞机结构件反求建模关键技术进行了系统深入的研究,主要研究内容与成果如下:提出了基于特征的飞机结构件模型重建思路:将样件测量数据(叁角网格模型)进行特征分解;提取各基本特征参数及约束,并重建基本特征;根据各特征之间的依赖关系,通过布尔运算及曲面裁剪等特征操作,获得结构件的参数化特征模型。重建模型反映原始设计意图,符合飞机设计表达,为后续的飞机详细设计或改进改型设计奠定了基础。针对基本特征重建需要,提出了基于特征的数据自动分割算法。依次采用法矢准则、曲率准则和曲面拟合误差准则对测量获得的叁角网格模型进行数据粗分割、再分割以及细分割,并采用后置优化处理方法调整分割结果中“不合格”数据块,实现了网格模型的特征精确分解,为后续的特征重建作好了准备。针对与外形无关飞机结构件特征的特点,将其模型重建归结为参与布尔运算的基本实体特征重建和实施曲面裁剪操作的曲面特征重建。针对基本实体特征,给出了拉伸特征、旋转特征、扫掠特征、放样特征、圆角特征以及对称特征的重建方法。针对曲面特征,提出了基于SDM策略的单个规则曲面重建方法、基于约束的多个规则曲面整体重建方法以及基于误差控制的B样条自由曲面重建方法。两者结合,实现了与外形无关飞机结构件特征模型重建。针对与外形相关飞机结构件特征的特点,提出了基于外形曲面等距的结构件表面特征重建方法和可近似为直纹面的结构件表面特征重建方法。对飞机结构件中与飞机外形贴合的表面较宽、面积较大的表面特征,采用基于外形曲面等距的方法重建表面特征,该方法遵循了原结构件的设计要求。对飞机结构件中与飞机外形贴合的表面较窄、面积较小的表面特征,由于其表面轮廓外形线比较平坦,接近于直线(通常采用四、五坐标机床的铣刀摆角功能以线接触方式加工得到),该类特征可近似为可展直纹面特征,采用直纹面来重建该类表面特征,反映了该类零件加工制造的实际。本文研究成果已集成到南京航空航天大学CAD/CAM工程研究中心开发的逆向工程软件系统FBRES中,并成功应用于某型号飞机结构件的反求建模,大量的应用实例验证了本文方法的正确性和有效性。
彭雨哟[4]2004年在《反求工程中基于草图轮廓的特征模型重建技术》文中提出基于约束的结构类零件特征模型重建是反求工程中一个新的研究方向，具有很强的理论意义和实用价值。当前主流的3D CAD软件如CATIA、Pro／Engineer等在实体建模时主要是基于草图设计的。本文在特征数据分割的基础上，结合正向设计的思路，着重研究结构件中的拉伸、旋转等基于草图的特征模型重建问题。本文研究的主要内容如下： (1)研究了草图轮廓分段拟合技术。使用最小二乘方法拟合草图基准平面，采用二次规划方法提取拉伸方向和旋转轴线，然后将数据点投影以获取草图数据，通过栅格划分提取草图边界轮廓数据，再对这些边界数据进行基于特征点的分割，以直线和圆弧段拟合出草图轮廓。 (2)研究了草图轮廓线在约束条件下的拟合求解。对常见二维几何约束进行了分类及合理的约束表达，依据Benk(?)方法对草图轮廓线整体约束求解，最后获得满足设计意图的草图轮廓。 (3)研究了基于草图轮廓的拉伸与旋转特征模型重建的生成方法，以实例零件说明本文提出的重建方法是切实可行的。 (4)简要介绍了CATIA的二次开发平台，并在此基础上实现了本文所研究的算法。
谭昌柏, 张丽艳, 卫炜, 王志国, 周来水[5]2009年在《基于特征和约束的飞机反求建模》文中进行了进一步梳理提出了基于特征和约束的飞机外形和结构件反求建模方法。针对飞机测量数据,运用内存映射和栅格划分技术进行预处理,在此基础上实现了针对大规模测量数据的平滑、修复、多视拼合及区域划分算法。根据飞机外形特点,综合运用分片连续样条曲面、裁剪曲面、规则曲面和直纹面拟合方法求取全机外形,采用曲面变形技术修改外形以满足必要的工装约束,提出了基于曲面、实体特征分解的飞机结构件反求方法;设计了凸块、型腔等基本特征识别和参数提取算法,以及反求平面轮廓线和辅助参数重建拉伸、旋转、扫掠等复杂轮廓特征的算法。对于二次曲面,识别曲面类型及约束,然后基于约束重建了曲面整体。对于飞机外形相关的结构件,当贴合面较窄、外形线接近于直线时,采用直纹面逼近,否则由蒙皮曲面等距间接求取。最后,各重建特征通过裁剪、缝合、特征融合等操作得到最终实体模型。
石阳[6]2013年在《轿车踏板支架复杂件反求工程研究》文中研究说明本文在分析了国内外对于汽车踏板支架逆向工程中数据的采集测量以及部件模型重建的基础上,主要针对踏板支架在使用叁坐标测量仪中的布点测量、数据采集和拼合、多面接合部位的模型重建等技术提出了自己的一些看法和研究。对于类似的薄壁复杂件在测量中难于取得较精确的数据点云,采用了多视图数据拼合技术,多角度扫点和密集布点,研究了踏板支架在逆向工程中难于采集数据等问题的处理方法。逆向工程中常用的Bezier.B样条和NURBS曲线曲面叁大数学模型,在详细的比较各自的特点和优缺点后,采用了功能相对强大而且适合薄壁复杂件逆向建模的NURBS曲线曲面,进行点云处理和模型重建,而且在CATIA软件平台实现了模型重构。后期的工作对于面的光滑度和曲面相接部位的误差检测,采用迭代的计算方法寻求平均误差最小的变换,对于多面相接的关键部位,应用了二维截面法计算其尺寸误差。对于国内轿车踏板支架的研究和发展提供了一种研究方法,对于薄壁复杂件在逆向工程中的几个问题提出了相应的解决方法。
张军[7]2011年在《汽车用橡胶超弹性材料参数反求方法研究》文中进行了进一步梳理21世纪以来我国汽车工业飞速发展,汽车的安全舒适性能已经是消费者关注的重要性能。为了达到隔振减振的效果,汽车结构中采用许多橡胶柔性连接,主要应用在发动机悬置系统、驱动系统、车身系统等;操纵稳定性影响汽车的安全性,为了提高车辆的操纵稳定性,汽车前后悬架、操纵机构中也采用很多橡胶柔性连接。汽车研发技术不断的提高要求汽车子系统也要向高性能方向发展,汽车用橡胶结构件自身设计过程中的计算机仿真分析越来越受到重视,而在工程实际中橡胶超弹性材料参数的缺少给仿真分析带来不便。描述橡胶材料力学性能的本构模型有多种形式,橡胶超弹性材料参数获得的传统方法来自橡胶材料基础试验,需要制备专门的试件,由于某些原因无法得到标准试件;试验标准不完善、国内试验条件的不足和试验设备的缺乏导致这些标准试验很难完成。在这种情况下,本文应用仿真分析、优化算法结合的反求方法的思路,提出了橡胶超弹性材料参数的反求方法。在反求过程中引入响应面优化的方法,对响应面建立过程中两种拟合方法进行了比较分析,证明了移动最小二乘拟合的响应面精度很高,能够用于反求优化。用已知参数的橡胶结构件对本文方法进行了验证,反求出的参数与传统方法得到的参数很接近,验证了本文方法的有效性和可行性。本文进一步研究了不同本构模型参数的反求都获得了比较理想的结果。对国内某车型结构中的缓冲橡胶块进行了反求,涉及了橡胶结构件试验的基本方法,求得的参数与试验结果吻合很好,可以用于该结构件的仿真分析。对于汽车结构中或其他工程中的橡胶件,可以结合实际工况和仿真分析选取比较合适的本构模型,模拟橡胶件实际工况做相应的试验,采用本文方法获得材料参数。通过以上的研究可知,在无法得到标准试件,缺少试验条件的情况下,本文反求方法简单、实用、准确度足够,可以研究几乎所有的超弹性本构模型,也可以应用于橡胶的大变形情况以满足更多的工程实际需要,工程中意义重大,为处理橡胶超弹性材料参数问题提供了新的研究方法和途径。
参考文献：
[1]. 结构件反求建模中的数据处理技术[D]. 谭昌柏. 南京航空航天大学. 2003
[2]. 飞机外形和结构件反求建模技术研究[J]. 谭昌柏, 周来水, 张丽艳, 卫炜, 王志国. 航空学报. 2008
[3]. 飞机结构件反求建模关键技术研究[D]. 汪俊. 南京航空航天大学. 2007
[4]. 反求工程中基于草图轮廓的特征模型重建技术[D]. 彭雨哟. 南京航空航天大学. 2004
[5]. 基于特征和约束的飞机反求建模[J]. 谭昌柏, 张丽艳, 卫炜, 王志国, 周来水. 南京航空航天大学学报. 2009
[6]. 轿车踏板支架复杂件反求工程研究[D]. 石阳. 长春理工大学. 2013
[7]. 汽车用橡胶超弹性材料参数反求方法研究[D]. 张军. 湖南大学. 2011
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