近净成形叶片重构曲面刀具轨迹自适应规划

近净成形叶片作为一种高效低成本的新型工艺方法,越来越广泛地被应用在航空发动机叶片毛坯制造上。航空发动机近净成形叶片其叶型复杂且属于薄壁类零件,无法保证所有区域一次成形且满足设计精度要求,需要对进/排气边区域进行自适应加工。自适应加工中进/排气边曲面通常为重构曲面,因为测量数据、缘头形状约束、毛坯变形等因素影响,重构曲面会出现曲率变化大、边界不齐等问题。针对上述问题,本文通过分析刀心轨迹与加工曲面几何关系,以光顺偏置曲面为基础,建立光顺刀心轨迹规划线规划算法,实现了重构曲面光顺刀心轨迹的高效自动化生成。在某型精锻叶片上进行了数控加工试验,试验结果显示进/排气边曲面轮廓公差控制在(-0.02~+0.039)mm范围内,满足图纸设计公差(-0.03~+0.05)mm的要求,证明了所提算法的有效性和实用性。

重构曲面的品质分析及优化技术

重构曲面的品质分析和优化技术在逆向工程中占有重要的地位，是重构曲面光顺质量的重要保证。本文讨论了重构曲面品质分析和优化的常用方法和工作原理，并介绍了它们在逆向工程中的应用。

提高自由曲面透镜测量精度的迭代重构曲面算法研究

在提出的基于图像变换的光学透镜的表面面形测量方法中,建立了迭代重构曲面算法。算法根据待测透镜光学表面在光学成像系统中的图像变换特性,重构出与待测透镜光学表面具有相同图像变换特性的数值三维曲面簇,利用迭代方法从中筛选出与待测透镜光学表面面形完全相同的数值三维曲面,解决了测量精度不足的问题。实验结果表明,使用该算法所构建的数值曲面与待测透镜光学表面的曲面面形能够准确相符。

基于网格的重构曲面再设计中的模板匹配

提出了重构曲面的一种基于三角网格拼接与融合的再设计方法 ,可方便灵活地实现同类型产品优良设计的结合。提出的网格模板的定位算法保证了网格模板与再设计模型空间位置的匹配 ;角度匹配算法保证了模板与再设计模型之间最大限度的贴合 ,为最终再设计网格的构成和再设计曲面的光顺性奠定了基础。这些算法在多个再设计实例中得到应用 。

利用Voronoi图改进离散数据重构曲面算法

本文利用Delaunay三角剖分和Voronoi图的性质,实现了一种对散乱点重构闭合曲面的方法。该方法在搜索策略上进行了改进:首先对输入点进行三角剖分.产生相互独立的四面体,构建一个凸包;然后利用Delaunay三角剖分产生Voronoi图;最后根据Voronoi图的性质,选择包含在形体内部的四面体,提取出边界三角形,完成散乱点边界重构。计算复杂度和Delaunay四面体数量成正比,在自动形状重构时形状边界提取过程的计算复杂度为O(n),算法适用于各种涉及图形重构的工程应用。

由灰度图像重构曲面三维形状算法研究与实现

由物体表面的二维灰度图像重构其三维几何形状法(由明暗恢复形状法),其关键是寻求对应的数学物理模型稳定可靠的数值解法.首先利用变分原理,将一个非线性的双曲方程问题转化为一个泛函的极小化问题;然后应用有限差分思想和非线性最小二乘问题的高斯-牛顿法将泛函中的变量离散化和线性化;最后应用高斯-塞德尔迭代法形成了曲面各点的梯度值及高度值.对合成和实际图像的计算及数控仿形加工实验验证表明,该算法有效可行.

重构曲面的非流形拓扑数据结构研究

重构曲面的几何信息和拓扑信息是曲面后置处理的重要依据 ,而如何存储与获取这些信息 ,就与数据结构紧密相关。本文简述了几何形体表示方法及数据结构 ,将基于胞腔复形非流形几何形体的理论引用到曲面重构中 ,讨论了重构曲面的非流形拓扑数据结构表达方法。

基于平行截面轮廓重构曲面实体算法

曲面重构是计算机辅助设计和逆向工程领域中的研究热点,提出了一种基于平行轮廓横截面信息利用NURBS理论构造分支曲面实体的新方法。根据相邻横截面上轮廓线间的不同对应关系;如果是"一对一"的情况,可直接构造蒙皮曲面;如果"一对多"的情况,则转换为多个"一对一"的情形先构造包络面,再对包络面进行裁剪,利用四边Coons曲面片填充算法完成分支曲面的重构;如果是"多对多"的情况,则将之转换为两个"一对多"关系再来进行曲面重构。对多个连续的"一对一"关系复合蒙皮,提高了重构曲面的光滑度;通过添加方向导线,避免了额外的优化时间;把"多对多"转化为两个"一对多",降低了直接利用"多对多"关系构造曲面的复杂性;通过对参数区间的调整,实现了对中间带位置和宽度的灵活控制,为重构分支曲面的形状提供了可控性。

激光扫描数据重构曲面的优化技术研究

本文提出了一种利用激光扫描数据和曲面灰度图像重构曲面的方法和步骤 ,利用图像处理技术构造连续的 3D边界 ,采用最小二乘法拟合激光扫描数据构建参数化基曲面 ,通过对 3D边界曲线进行优化处理并作为约束条件 。

重构曲面精度评价方法研究

随着计算机技术、测量技术、曲面重构技术的飞速发展,基于功能表面的高精度逆向工程已成为可能,这对重构曲面的精度控制技术提出了更为苛刻的要求。现有方法一般是对误差产生原因进行定性分析,很不完善。本文首先通过精度设计,对逆向工程产生的各种误差进行合理分配;并首次引入曲面轮廓度的概念,在此基础上定量地对曲面重构误差进行了快速计算和有效分析;本文最后给出了增压器叶轮各个功能曲面的重构精度评价效果图,效果图很好地揭示了测量点云对于重构曲面的偏差值以及数据点云在各个误差带中的分布情况。

基于曲面控制点重构的加工误差在机测量方法

为了提高汽车车身外覆盖件模具的加工精度,提出一种在机测量自由曲面加工误差的方法。首先基于改进波前法生成三角网格,提取理论曲面网格节点的坐标数据,根据在机测量得到实际加工曲面的采样数据;然后基于T-splines的小波控制点法进行曲面重构,拟合加工曲面;最后基于广义牛顿法计算重构的实际曲面控制点到理论曲面的法向距离,获得曲面的加工误差分布,并对实验加工的凹凸曲面样件的轮廓度误差进行分析。实验结果表明,基于T-splines控制点法的曲面重构方法能够在机、有效地获得自由曲面的加工误差。

基于EEMD与曲面重构的自由曲面加工误差分解与补偿

为了减小自由曲面零件的加工误差和提高加工精度,提出了集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)与曲面重构结合对加工误差进行分解和补偿的方法。利用EEMD对在机检测得到的第一次切削加工后的加工误差进行分解,得到若干固有模态函数(Intrinsic Mode Functions, IMFs);根据系统误差特征,通过设置相关系数阈值筛选出加工误差中含有系统误差的IMFs分量(即分解出的系统误差);根据该系统误差,利用曲面重构法得到新的加工曲面,并生成新的NC代码,再次进行切削加工,对系统误差进行补偿。通过EEMD加工误差分解仿真分析可以得出,EEMD具有较为理想的加工误差分解能力。自由曲面零件加工实例结果显示,采用本文提出的方法对加工误差进行补偿后的最大绝对加工误差由0.0632mm降为0.0139mm,平均绝对加工误差由0.0491mm降为0.0052mm,加工精度提高了89.4%,证明了该方法在自由曲面零件加工误差补偿方面的有效性。

面向建造的自由曲面建筑重构形体设计方法

自由曲面建筑相比标准形体更具几何复杂性,其设计结果与建造系统的脱节问题尤为突出,导致成本高、修改多和效率低的情况。从建筑学视角出发,借鉴并引入其他领域的离散建模与几何迭代技术,整合提出一套面向自由曲面建造的方案阶段建筑曲面重构形体设计方法。以自由曲面的四边形平面化重构形体实现为例,对所提方法中关键环节的几何算法进行具体阐述,并通过与常用方法的对比实验,证明上述方法具有重构效率高、通用性广、形体质量好等优势,由此归纳得到其建筑适用范围,为实现复杂建筑的设计高效率和建造低成本提供方法参考。

三角网格模型法与NURBS曲面重构法相结合的测头半径补偿

在使用接触式测量法进行检测时,测量数据是测头中心点的数据坐标,与实测点之间存在一定的误差。针对该问题提出一种三角网格模型法与NURBS曲面重构法相结合的方法对测头半径进行补偿。对测头中心采样点进行曲面拟合,并通过三角网格划分该曲面,求解三角网格顶点法矢和实测点。再选取高斯曲率较大或曲面法矢方向与坐标平面夹角较小的区域进行NURBS曲面重构,求出重构后的实测点。仿真实验结果表明:采用该方法补偿后的精度比三角网格模型法提高了95.52%。对未知CAD模型的自由曲面工件进行验证实验,补偿误差最大值为0.0121mm,补偿误差平均值为0.0033mm,验证了该方法的有效性和实用性。

基于Geomagic Studio的复杂曲面重构

通过分析数据模型的结构特点,以逆向工程软件Geomagic Studio为分析平台,创新性地采用了“离散-堆积”的分布式思路,依次完成了三角面网格模型的曲面重构,以及分割实体模型的整合,最后完成了复杂曲面整体模型的重建。验证了逆向思路的可行性,为曲轴快速逆向成型工艺研究提供了参考。

用于发动机边缘损伤型叶片修复的曲面重构方法

发动机损伤叶片的表面重构是发动机叶片修复的一个关键问题。在多种损伤类型叶片的曲面重构中,边缘损伤型叶片的表面重构具有较大困难,因此类叶片表面在边缘处过渡复杂,而且损伤后的叶片发生了变形。本文针对上述问题提出一种面向边缘损伤型叶片表面的曲面重构方法。首先,重构非损伤截面轮廓的表面轮廓和边缘轮廓,边缘轮廓采用贝塞尔曲线进行重构;然后,通过预测边缘损伤区域贝塞尔曲线的控制点重构损伤区域边缘轮廓,通过将表面轮廓曲线与贝塞尔曲线进行搭接得到损伤区域完整截面曲线;最后,通过放样各个截面曲线获得重构的叶片表面。本文对所提重构方法进行验证并进行误差分析,结果表明了所提方法的有效性。

三维软件技术在自由曲面建筑设计中的应用——以益阳市科技馆为例

本文介绍了三维软件技术在自由曲面建筑设计中的应用,对建立形体控制体系,以及拱形钢架、双层表皮、金属幕墙、清水混凝土、玻璃幕墙等方面的深化设计难点及解决方案进行了详细的论述,希望对类似复杂建筑的设计提供一定参考。

基于NURBS的散乱数据点自由曲面重构

针对散乱数据点， 首先提出基于曲率测度的大规模散乱数据点自适应压缩方法． 在此基础上，提出先压缩后重构的基于ＮＵＲＢＳ的曲面重构策略．该方法可在保持原数据点集基本特征的前提下，将散乱数据点压缩到ＮＵＲＢＳ曲面重构要求的规模。

超声检测中曲面重构和路径规划方法研究

针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题,提出了一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件,首先采用超声波测距原理对工件进行仿形测量,然后应用B样条方法重构工件的曲面模型,最后根据重构的CAD模型用非等参数算法生成检测路径.该算法采用近似等弧长方法对参数曲面重新进行参数化,使曲面上各扫描点之间的弧长间距近似相等.应用结果表明,与等参数超声检测轨迹生成法相比,使用非等参数方法生成的扫描点间距分布更合理,在满足检测要求的情况下扫描点数明显减少.该算法能保证超声波入射方向和各扫描点曲面的法线方向一致,提高曲面工件的检测精度和检测效率.

三维曲面重构技术

针对主动式光学三角法原理的线结构光三维视觉测量系统采集得到的大量散乱数据 ,研究了一种结合三角 Bezier曲面造型和传统 NURBS曲面造型技术的实用曲面重构算法 。