基于逆向工程的汽车覆盖件模型重构方法研究

逆向工程在汽车覆盖件设计过程中得到了越来越广泛的应用。以多款汽车覆盖件的逆向设计为例,由结构光扫描仪3DSS得到点云数据,针对不同汽车覆盖件的特点,阐述了不同模型重构方法,并对其适用对象和优缺点进行了详细分析。

多视数据拼合的三基准点精确选取技术研究

在逆向工程中,往往需要将从各个不同视角测得的点云数据进行多视定位,统一到一个全局坐标系下,并经过数据融合使之能够便于后续的模型重建。在已提出的多种拼合方法中,基于三个基准点的定位方法是其中的一种简单实用的对齐方法。通过研究三点定位算法,模型数据的对齐精度取决于所选取的三个基准点的测量精度。采用求取参考点顶点质心来代替原有基准点的方法,有效减小了拼合误差并提出了优化后的算法。

多视点云数据的拼合与精简技术研究

逆向工程中点云测量数据的数量对后续的处理过程影响很大,其精简处理直接影响样件的曲面造型精度。分析了点云数据的精简与数据拼合的关系,讨论了进行数据精简和数据拼合先后顺序对造型精度的影响,得出了针对不同结构的样件必须进行不同处理的结论。

3D打印中非金属薄壁件的打印成型策略研究

针对一般非金属类薄壁件注塑成型周期较长、成型精度不高、耗时耗材的问题,提出了一种结合三维激光扫描技术和3D打印技术的非金属薄壁件成型方法。以摩托车薄壁件拐板为对象,首先,选用逆向工程的点云采集技术和点云处理技术,获取了工件精确表征点云数据;然后,通过模型重构与分析技术,设计出了尺寸和表征数据均满足工件要求的模型;其次,运用3D打印前处理技术,进行了模型摆放、支撑添加与切片等操作;最后,使用SLA工业打印机打印出了摩托车薄壁拐板工件。研究结果表明:经过20 h左右工件打印成型,较传统注塑成型明显缩短了试制周期,且该成品尺寸偏差以及表面曲率特征均满足工件要求;该方法适用于工业制造中非金属薄壁件的打印成型,可用于产品前期试制研发,可有效缩短测试周期,降低成本。

象虫计数器的连杆机构的设计分析研究

针对象虫的计数统计效率低,误差大的问题,设计了一种通过负压运输吸取象虫的连杆机构。主要根据象虫生活习性,提出了一种新的计数装置的设计方法,通过连杆已知运动约束,对其用MATLAB编程计算,得到合理的取值区间。然后对区间内的值均布取点分析其路径,并进行模型构建、仿真分析,3D打印制造,实验结果验证,提高了计数装置的准确性,稳定性和高效性,具有较大的推广应用价值。

古人类骨骼的数字化重建与3D打印

针对古人类骨骼完整数字化信息存档的需求及文物在研究、展示等过程中可能会造成的不可逆损毁问题,提出了采用基于逆向工程的三维激光扫描技术对古人类骨骼进行数字化模型重建并运用3D打印技术对骨骼进行高精度实体模型复原的文物保护方案。以出土自考古遗迹的古人类颈椎骨(C1)为对象进行研究,首先使用高精度三维激光扫描仪对古人类骨骼进行点云数据的采集,并结合逆向设计软件对点云数据进行优化处理、面片重建以及领域划分,最终重构出骨骼的NURBS曲面模型并转化为实体模型进行存档;其次运用3D打印前处理技术,对实体模型进行支撑添加、切片分析等处理,然后通过SLA成型方法打印出古人类骨骼高精度复原模型。采用高精度三维激光扫描仪可以实现对文物的无接触式数据采集,既达到了数字化信息采集的目的,又能避免在信息采集过程中对文物造成损伤,而且利用3D打印技术制造高精度复原模型可以替代文物进行展示以避免在此过程中的损毁,这一整套针对文物保护的流程具有可行性且对大部分文物有适用性。

基于MSC.fatigue的某轻型客车车架疲劳寿命分析

针对某轻型客车杂合车在路试5 000 km时车架出现疲劳裂纹的问题,综合采用多体动力学、有限元和疲劳分析方法对其进行疲劳破坏仿真.在MSC.Adams/Car中建立该车的多体动力学模型得到其在B级路面的载荷历程,在MSC.Nastran中采用惯性释放方法对其进行静力学分析,在MSC.Fatigue中对其进行疲劳寿命分析,通过对结果深入研究,找到该车架产生疲劳裂纹的主要原因,提出了合理的改进方案,最后对改进后的车架结构进行了寿命对比验证.

基于LS-DYNA的微型客车正面碰撞分析

在CAD模型的基础上采用HyperMesh软件建立了某微型客车的有限元分析模型.在LS-DYNA环境下,对整车进行了正面碰撞的非线性仿真,得到了碰撞时相关参数,并对该车在碰撞过程中主要吸能部件进行了分析,最后通过实车碰撞验证了仿真结果的正确性.通过仿真和实车碰撞结果表明:利用有限元分析对于汽车正面碰撞仿真是有效的.

基于MSC.fatigue的某微客横向稳定杆疲劳寿命分析

横向稳定杆是汽车独立悬架上的一个重要的安全部件,由于其长期出于交变载荷中,对其进行疲劳寿命分析就比较重要。基于刚柔耦合相关动力学理论在Adams/car中建立汽车前悬挂模型,提取极限工况下横向稳定杆的最大位移,作为横向稳定杆强度计算的输入载荷;采用Nastran SOL400对横向稳定杆进行非线性强度分析,计算出疲劳寿命分析所需要的应力输入;在MSC.fatigue中采用S-N对横向稳定杆进行疲劳寿命分析。建立了一套系统分析横向稳定杆疲劳寿命的分析方法,为其他汽车零部件的疲劳强度分析提供了参考。

三维激光扫描技术在建筑基坑施工检测中的应用

建筑施工的检测对建设工程的安全施工起着重要的保障作用,是建筑施工项目质量管理的关键。但目前建筑施工检测方法比较粗糙且相对单一,使得检测结果不能客观详细具体表现出施工过程建筑的整体变化。三维激光扫描技术能对建筑施工现场状况进行真实还原,数据客观可靠,可作为施工单位修复整改的参考。将该技术应用在某图书馆的基坑施工检测项目中,结合Geomagic Control检测软件实验表明,该项技术为施工单位在阶段性施工检查验收中,特别是关键工序的检测中提供了一种新技术手段。

基于反求工程的汽车内饰件逆向设计

介绍了反求工程技术,通过对点云预处理和CATIA的数字曲面编辑器及自由造型模块,对得到的汽车内饰件点云进行了分网和曲面逆向设计,并探讨了在划定点云范围、过滤点云、分网以及曲面造型设计过程中的一些技巧和方法。通过误差分析后得出了一些有用的结论。实例表明,采用反向和正向相结合的设计方法,能极大地提高了汽车内饰件的开发效率。

某轻客白车身刚度灵敏度分析与优化

在白车身开发早期阶段,运用有限元仿真分析方法,在Nastran中对该车白车身进行弯曲刚度和扭转刚度分析。在白车身刚度分析的基础上对其进行灵敏度分析与优化,最终得到在弯曲刚度和扭转刚度都达到设计目标值的情况下白车身减重2kg,有效的控制了分析与优化时间,给车身的设计提供了指导。

基于结构光测量的文物数字化方法

针对文物的保护问题,提出了一种以结构光测量技术来实现文物保护的数字化工程方法。首先,对文物的三维数据进行精简、去除噪声和光顺等预处理;接着,利用一种快速定位基准点的三点定位配准方法,实现数据的多视配准;最后,由三角网格方法将三维数据整合成三角曲面片网格,建立文物的数字化模型。该方法在快速建立青铜器文物的数字化模型中得到了充分验证,且能满足数字博物馆文物保护工程的应用要求。

白车身逆向造型及强度分析

以逆向工程为基础,通过对车身模型三维数据扫描得到了该白车身的点云数据。在点云基础上,利用CATIA软件快速得到车身的CAD模型。基于CAD模型运用前处理软件HyperMesh建立了车身结构的有限元模型。再通过optistruct过求解器对车身强度进行求解,检验其是否具有良好的安全性能。为改进车身结构的设计提供了准确可靠的理论依据并提高了设计的效率。

三维扫描技术在3ds Max建模中的应用探究

以某油田锅炉房的整体三维数据扫描为例,介绍了三维扫描仪的应用,及在建模前点云数据的获取环节采用不同测量方式的比较;如何用FARO SCENE软件对点云数据进行处理转换,以及点云导入3ds Max软件中的注意事项;以锅炉房中的锅炉主要设备的三维建模为例,说明了点云数据在3ds Max软件建模中的重要存在,给建模带来了哪些便利。最终得出一套行之有效的三维扫描应用于3ds Max软件建模的方法。

逆向工程中影响扫描点云精度的因素分析及解决方法

逆向工程中,影响三维扫描点云精度的因素很多。通过对Focus3D X 330三维激光扫描仪的扫描分辨率、扫描质量等参数和Focus3DX330自身的特性、扫描标识物、被测物体属性与扫描环境等因素对扫描点云精度影响的系统分析和实验验证,提出了提高三维扫描点云精度的具体措施。

基于振动疲劳的某微型客车车身疲劳分析

汽车结构的疲劳特性一向是倍受关注的性能指标之一,而应力历程是结构疲劳分析准确的基本前提,在频域中分析较大模型的结构疲劳问题相对时域法有较高效率,在已由Adams/car提取载荷历程的前提下利用MD.NASTRAN与MSC.FATIGUE采用动态载荷的频域处理对某微型客车的车身疲劳进行分析,并找出寿命较小的部位,为改进设计提供参考。

基于逆向工程技术的某微客车排气系统的快速开发

介绍了逆向工程技术的基本理论知识和在实际应用过程中需要注意的一些问题,并依托某微客车排气系统的开发流程,具体阐述了逆向工程技术在排气系统主体弯管类结构设计过程中的设计思路与应用方法。在快速建立排气系统三维数据模型后,又运用有限元分析技术对排气系统进行了模态分析,得到了整个排气系统的模态频率,并找到了其相对较小的震点位置,为挂钩吊耳的放置提供了参考,减少了排气系统向地板的能量传递,提高了整车的NVH性能,并增加了排气系统挂钩和吊耳的寿命,达到了对排气系统的快速开发的目的。

基于MSC.FATIGUE的某微客车门疲劳分析及优化

建立某微型客车前门有限元模型,以LS-DYNA模拟一次车门开闭试验,将其应力历程结果导入MSC.FA-TIGUE,使用局部应变法进行疲劳耐久性分析,找出裂纹较早萌生的位置并对其进行优化修改,再分析验证优化后的疲劳寿命。

基于三维激光扫描技术的建筑施工检测技术

建筑施工的检测是建筑施工项目质量管理的重要组成部分。目前建筑施工检测方法存在检测手段少、效率低、检测结果直观性差等问题。本文构建了基于三维激光扫描技术的建筑施工质量的检测技术方案,采用GeomagicControl软件对建筑设计模型与三维扫描数据进行比对,实现建筑施工质量检测。应用表明,本文提出的检测方案能够真实还原建筑施工现场状况,检测效率高,检测结果直观。