实体造型的现状与展望

实体造型技术经过了二十多年蓬勃发展,任何对其现状和发展进行综述的试图都是困难的。本文把实体造型的发展分为两个阶段,即基于几何模型的造型(GBSM)和基于特征模型的造型(FBSM)。贯穿这两个阶段的四条线索是:增强形体表示能力、增强建模手段、增强重设计能力和CAD/CAM一体化。文章把实体造型的主要技术纳入一个统一模型,然后从设计过程的角度,就设计语言、设计约束、设计原型和语义信息四个方面分析实体造型的若干问题和研究方向。

基于CAD的三维实体造型方法探讨

介绍了设置图层、视口及调出工具栏等创建三维实体造型环境的方法。通过创建一个较复杂的三维实体造型的典型实例,介绍了基于CAD三维实体造型的方法与技巧,包括对象捕捉等精确绘图方法,从平面二维作图状态切换到三维视图的方法,从平面图形生成面域的方法,通过拉伸平面图形生成三维实体的方法,以及布尔运算的差、并、交集运算。介绍了用户坐标系的建立方法及用户坐标系在创建三维实体造型中的应用。

基于实体造型的球头铣刀三维铣削力仿真

提出了基于实体造型技术的复杂曲面球头铣刀三轴铣削加工过程三维铣削力仿真方法 .整个系统由几何仿真模块和物理仿真模块组成 .用基于 UG 的实体造型技术表示工件、刀具、刀具扫描体以及被切除材料实体 ,用分段三次 NURBS曲线表示刀具切削刃 ,通过 NURBS曲线和被切除材料实体之间的求交运算 ,抽取参与切削的切削刃片段 .基于切削力与切屑几何之间的经验关系 ,用数值积分方法建立了球头铣刀三分量铣削力模型 .在径向未变形切屑厚度公式的推导中 ,考虑了刀具进给运动的三维特点 .在铣削力系数模型中 ,考虑了切屑厚度变化对铣削力影响的指数关系和铣刀球头部分不同位置切削微元不同切削条件的特点 .实例计算表明 。

基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确实体造型

提出了基于加工方法和啮合理论的螺旋锥齿轮精确齿面的实体造型方法。通过分析锥齿轮的加工方法和齿轮啮合理论,建立了螺旋锥齿轮齿面数学模型。根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了螺旋锥齿轮的精确实体造型,采用了齿面偏差法对生成实体模型精度进行了评估。研究结果对于螺旋锥齿轮数字化设计和制造具有重要意义。

弧面分度凸轮机构的廓面研究及基于SolidWorks的实体造型

利用空间啮合原理和旋转变换张量法简洁地推导出了弧面分度凸轮的廓面方程 ,同时基于 Solid Works对凸轮机构进行了参数化实体造型 ,并进行了啮合仿真 ,从而对 CAD/

轴流泵3D实体造型的自动实现

针对目前轴流泵三维(3D)实体造型缺乏自动实现的特点,提出了一种自动实现轴流泵3D实体造型的方法。该方法将数据文件作为水力设计软件和三维造型软件Pro/Engineer之间的桥梁,利用叶片表面离散点表达方式灵活的特点,来构造任意形式的叶片柱面截线的平面展开图,以此生成具有足够精度的叶片特征曲线。在该方法中,轮毂利用二次开发工具Pro/Toolkit和特征描述法直接完成造型;叶片则由特征曲线混成叶片的正背面,再融合叶片的所有表面得到封闭曲面,根据封闭曲面得到实体造型。这种方法的特点是:充分利用了Pro/Toolkit快速灵活的优势,所完成的造型程序适用性强,精度高,可实现任意形式的轴流叶轮的三维自动实体造型。文中给出了叶轮实体造型实例。

空间钢结构CAD软件后处理系统的实体造型技术

在钢结构CAD软件后处理系统中采用实体造型技术 ,建立三维模型 .采用该技术必须考虑建模及其计算机实现 ,消隐、求交算法必须考虑钢结构的特殊性 .借助Win32API实现良好的用户界面 .这一技术已成功应用于空间通用钢结构软件 3D3S的后处理 .

实体造型中的几何约束

实体造型是一个基于约束的过程，完成从功能约束到几何约束、再到代数约束的转化而得到实体模型。本文讨论了几何约束的层次性及其表示，并且对几何约束同设计意图的关系进行了研究，提出了基于ＣＳＧ／ＧＣＧ／Ｂ－ｒｅｐ的模型表示。

面向对象技术在船舶结构实体造型建模上的应用研究

介绍了应用面向对象技术对船舶结构三维实体造型进行建模方法，给出了以板对象为元素的船舶结构的定义，建立了船舶结构拓扑关系的数据结构，并应用该理论开发了应用程序。

离心泵水力元件三维实体造型的研究

在分析国内泵水力元件三维实体造型现状的基础上,提出在二维泵水力设计CAD软件的基础上,采用Pro/Engineer进行泵水力元件的三维实体造型。介绍了径向导叶三维实体造型的方法,同时还给出了离心泵扭曲叶片、双流道叶轮以及蜗壳的三维实体造型图。最后介绍了泵水力元件三维实体造型的应用。

格利森圆弧螺旋锥齿轮副的实体造型方法

介绍了一种基于UG自由曲面造型的格利森 (Gleason)圆弧螺旋锥齿轮副的实体造型方法 ,详细论述了圆弧螺旋锥齿轮齿面特征在UGforFreeFormFeature中的实现方法和齿轮副的形成方式 ,在计算机中得到了完整的格利森圆弧螺旋锥齿轮副的三维实体造型 ,作为虚拟制造、仿真分析的平台。

基于ANSYS的实体造型技术及其在模具设计中的实现

实体模型是进行有限元分析和优化设计的基础。本文介绍了建立实体模型的实体造型技术 ,提出了利用“蒙皮”技术建立不规则实体模型的方法。该方法以有限元分析软件 ANSYS为开发平台 ,已成功地应用于建立铝型材热挤压平面分流组合模的实体模型 ,从而为进一步进行有限元分析和优化设计奠定了基础。

复杂形状铸件实体造型及网格剖分

本文基于ＡｕｔｏＣＡＤＲ１２中的ＡＭＥ模块完成复杂形状铸件的几何造型，并对ＡｕｔｏＣＡＤ软件进行二次开发，编制了能剖分复杂形状铸件实体的网格剖分程序。文中举出曲轴、轮毂等铸件的应用实例。

弧面分度凸轮的实体造型及数控加工

为了将复杂的凸轮机构可视化,实时地模拟其真实的运动状态,利用空间啮合原理,建立弧面分度凸轮的轮廓曲面方程.采用模块化设计思想,基于VC++面向对象的方法及UG二次开发技术,建立弧面分度凸轮参数化设计系统,实现具有真实感的弧面分度凸轮的三维实体造型.在UG环境下进行装配、仿真与干涉检测,验证设计的合理性.UG实体造型完成后生成数控加工程序,实现对弧面分度凸轮的数控加工.

螺旋桨桨叶计算机实体造型方法研究

提出了一种螺旋桨桨叶造型的新方法———采用UG软件对螺旋桨桨叶进行精确实体缝合造型法,充分利用Matlab与UG的接口技术,对桨叶截面曲线的形成进行了优化,提高了造型精度,得到了光顺的螺旋桨桨叶的三维实体模型,为螺旋桨的性能优化及数控精加工创造了条件.

基于 Auto CAD 三维实体造型的有限差分网格自动剖分

本文介绍了ＡｕｔｏＣＡＤ－ＡＭＥ实体造型的特点及其图形交换文件ＤＸＦ的文件格式，通过对ＡｕｔｏＣＡＤ三维实体造型的实体几何信息和拓扑信息的提取与转换，利用二叉树结构实现了有限差分网格的自动剖分，并给出了相应的计算机流程。

凝固数值模拟中铸件三维实体造型及三维网络自动剖分的研究

运用截面组合法ＳＰＭ（ＳｅｃｔｉｏｎＰａｃｋｅｄＭｅｔｈｏｄ）及彩色识别法ＣＲＭ（ＣｏｌｏｒＲｅｃｂｇｎｉｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）研制了在个人计算机上的铸件三维实体造型及三维有限差分网格自动剖分软件系统ＧＡＬ（ＧｅｏｍｅｔｒｉｃＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＬａｔｔｉｃｅＤｉｖｓｉｏｎ），该系统可作为诸如温度场、流场等数值模拟的前处理。

离心泵叶轮扭曲叶片参数化实体造型方法探讨

工程上广泛使用二维木模图为依据来表达叶轮模型。提出了沿等高线方向和沿轴截面方向给定的线型两种方法,实现水泵叶轮扭曲叶片及叶轮的参数化实体造型。在叶轮扭曲叶片参数化实体造型中对所求曲线、曲面的光顺方法进行了探讨,使扭曲叶片的造型更加准确、光滑,为进行叶轮流动性分析、数控加工模具等提供了良好的模型基础。

实体造型误差的事后处理法

针对目前实体造型ＣＡＤ软件中存在的实体造型误差，本文提出了插值法和最小二乘法拟合误差，比例法、递减法和递推法进行误差补偿的方法。经过分析比较，最小二乘法具有公式简单、拟合效果良好等优点。在误差拟合的基础上，分析比较了三种误差补偿方法的优缺点和各自的适用范围，比较满意地将误差缩小到一定范围之内。

基于VBA工具开发的渐开线齿轮实体造型系统

运用空间解析几何和数值分析的方法 ,完成渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的三维实体建模 ,并利用AutoCAD2 0 0 0的二次开发工具VBA(VisualBasicApplication)加以实现。通过屏幕对话框输入齿轮的参数后 。