汽车覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计

介绍了覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计技术,采用Pro／E和Dynaform软件对汽车顶盖的冲压模具型面进行了优化设计。通过CAE对预成形效果的评价,提出修改模具圆角和优化坯料几何尺寸的方案,解决零件在成形过程中出现的起皱、开裂失效等问题,有效地指导模具设计方案的改进并显著改善了零件的冲压质量。CAD／CAE协同设计技术可为覆盖件冲压模具和冲压工艺的优化设计提供指导。     

汽车覆盖件模具型面的CAD/CAE协同设计

介绍了覆盖件模具型面的CAD/CAE协同设计技术,采用Pro/E和Dynaform软件对汽车顶盖的冲压模具型面进行了优化设计.通过CAE对预成形效果的评价,提出修改模具圆角和优化坯料几何尺寸的方案,解决零件在成形过程中出现的起皱、开裂失效等问题,有效地指导模具设计方案的改进并显著改善了零件的冲压质量.CAD/CAE协同设计技术可为覆盖件冲压模具和冲压工艺的优化设计提供指导.     

汽车覆盖件模具曲面重建技术研究

汽车覆盖件是汽车组成的重要成分,主要由薄板冲压成形,其冲压模具的型面是比较复杂的曲面.模具型面的国产化主要采取由线框重建或逆向工程技术.本文针对由线框模型重建汽车覆盖件模具型面过程中出现的问题,提出了一系列处理技术,并提出了一套曲面间光顺过渡的处理方法,最后给出了一个应用实例.     

面向高速加工的复合曲线螺旋轨迹生成方法

针对现有螺旋切削方式仅仅适合圆形或类圆形边界曲面的问题,提出了一种复合曲线螺旋切削法,利用直线圆弧构建规则形状的辅助边界以包容不规则的曲面原始边界,以辅助边界构建光顺网格曲面作为螺旋线的投影曲面,然后桥接投影曲线与平面螺旋线作为驱动曲线从而生成复合螺旋刀路,在避免边界尖角影响的同时保留了刀轨连续的优点,适用于各种具有不规则边界的平坦曲面。软件模拟和实际加工结果表明,复合曲线螺旋切削法有效解决了刀轨的连续性和矢量突变问题,特别适合复合曲面的高速加工。     

汽车前悬架三角臂冲压成形数值模拟分析

汽车悬架系统需要能承受来自路面反复冲击载荷,为了制造出符合设计目标的汽车悬架三角臂零件,选择合理的工艺路线实现零件成形,应用板料成形模拟软件Dynaform对QStE500TM材料的三角臂零件成形工艺进行动态数值模拟与计算,在模具制造前预估冲压成形过程中坯料厚度及应力等变化。后处理分析结果表明冲压成形结束后没有拉裂痕迹,整体材料变形处于可行区域,但局部边界有起皱风险,翻边局部区域厚度有明显变化,主应变、次应变、边界材料流动及应变矢量均处于合理范围;也验证了零件冲压成形工艺路线的可行性,对零件结构优化和加工制造提供了参考依据。     

面向逆向工程的二维轮廓曲线重构方法研究

针对逆向工程中零件二维轮廓曲线的重构问题,在考虑异常数据及各项测量误差的基础上,提出了基于局部加权回归散点平滑(Locally Weighted Scatterplot Smoothing,LOWESS)法和移动平均平滑(Moving Average Smoothing,MAS)法的联合光顺策略.利用Akima插值算法对离散修复数据进行了拟合.以某汽车轮毂轮廓曲线修复为应用实例,运用基于稀疏模型的评判准则对重构轮廓曲线的光顺性进行了定量分析,不仅保证了曲线的重构精度,而且提高了其光顺性.研究结果表明所采用的曲线在线重构方法具有实用性与有效性.     

基于CAE技术的模具型面自动补偿

模具型面的回弹补偿是冲压模具设计中的一个难题。提出来一种基于CAE技术的模具型面自动补偿方法。先用DYNAFORM软件进行回弹分析,再用Think Design软件根据回弹量对型面进行自动补偿,最后以一实例验证方法的可行性。     

基于中弧面的叶片模具型腔高质量重构方法研究

针对复杂空心涡轮叶片精密铸造中长期存在的涡轮叶片模具型腔网格模型的光顺重构问题,参照叶片设计方法,提出了基于模具中弧面的型腔光顺重构方法。基于反变形优化的网格模型,提取出网格模型各个截面的中弧线,重构得到光顺的中弧面模型。采用包络线法获得高质量的叶片模具型线,最终得到精确的、光顺的模具型腔。     

自由曲面孔域数据的拟实填补与曲面重建

为解决具有孔域的自由曲面在逆向设计中存在的数据空洞，提出了孔域测量数据的填实方法，通过孔域边界数据的光顺，截面测量曲线的端点 闭合处理，孔域的截面数据延拓，母面设计和曲面裁剪等技术，解决了自由曲面孔域数据填补和曲面的重建问题，实例应用表明，该方法可应用于逆向工程中对具有孔域的自由曲面的测量和造型，并能保证曲面重建的品质。     

基于非均匀B样条小波的NURBS曲面光顺

将非均匀B样条小波分解方法用于曲面光顺。通过整体光顺度量确定曲面整体光顺的方向，进而通过曲面整体小波分解实现曲面的整体光顺；通过曲面在节点对处的局部光顺度量，确定要光顺的节点及方向，然后用最小区域算法实现曲面的局部光顺；给出了一种由用户交互指定光顺区域的区域光顺方法；用细节部分的再次分解控制曲面的光顺误差；通过施加约束解决光顺前后曲面边界位置和切矢不变的问题；对于计算的稳定性及可能出现的奇异情况给出了论述。这些光顺算法在浙江大学开发的反求工程CAD软件RE-SOFT中的实际应用效果表明，基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲面光顺算法能够有效地去除曲面上的坏点，改善曲面的品质。     

复杂特性曲线图像特性信息的获取

对于具有稠密的坐标网格线和数条光滑特性曲线相互交织,以及有着印刷瑕疵的特性曲线图像,采用现有的方法来获取曲线特性信息变得极为繁琐和效率极差.提出了利用线检测技术从图像中剔除稠密的坐标网格,以及通过所建立的斑点识别算法来除去坐标网格,剔除所形成的斑点,并采用所建立的多义线模拟样条曲线直接在图像上描绘曲线来修复曲线缺口部分,然后利用曲线跟踪过程中已经获得的前面数个边界点信息预测下一个边界点等方法,使上述复杂特性曲线图像特性信息的数字描述得以顺利地完成.     

基于经验模式分解的数字曲线光顺算法

将数字曲线视为离散几何信号，提出了一种基于经验模式分解（EMD）的数字曲线光顺算法。该算法对数字曲线进行一维参数化，将曲线展开成一维信号；采用EMD对展开信号进行多分辨率分解，得到不同尺度下的内蕴模式函数（IMF），去除高频的IMF，重构信号；将重构信号逆映射回二维，得到光顺后的曲线。实验结果表明，该算法可得到很好的曲线光顺效果。     

结合斜率差和动态融合的自适应轮廓分段

为了使用圆弧和直线重建数字轮廓曲线,提出了一种融合了基于斜率差判断断点方法和区段动态融合的数字轮廓曲线自适应分段的方法。首先,利用直线拟合计算轮廓曲线上每点的前后方向的斜率差,求取斜率差的过程使用了自适应长度拟合窗口来平衡精度和速度的关系。然后,将自适应平滑方法应用在方向斜率差曲线上。基于平滑后的斜率差曲线,提取其中间断点作为待选区段分段点。最后,使用基于可视化误差判定的区段动态融合,来从待选分段点中选出一个可视化误差最小的分段方案作为最后的分段结果。仿真测试的结果显示这种分段方法的断点定位误差小于1%。以轴承油沟轮廓为实际测试用例的实验结果证实了这种自适应轮廓分段方法在实际应用中的可行性。     

一种基于标定点拟合的铁路桥梁线性裂缝长度测量方法

针对走向不规则的铁路桥梁线性裂缝骨架,采用单一光滑处理的拟合算法很难精确表达裂缝轮廓特征。提出一种多项式曲线拟合方法,以裂缝轮廓标定点为边界点进行分段,然后再进行叠加来产生一条连续的轮廓曲线,进而实现裂缝长度的测量。通过对比不同形状的线性裂缝测量实验表明:所提算法不仅能有效消除裂缝骨架提取过程中产生的锯齿问题,而且该拟合曲线能够真实表达被测表面的轮廓特征,拟合相对偏差不超过0.15,测量精度达到98.05%,为铁路桥梁裂缝长度测量提供了一种新的测量方法。     

城轨车辆轮对尺寸在线测量系统的研制

针对城轨车辆轮对测量费时费力的问题,基于激光轮廓扫描传感器技术,开发了一种城轨车辆轮对尺寸在线测量系统。系统采用将激光轮廓扫描仪和激光位移传感器布置在钢轨的内外两侧。将轮廓扫描仪发射的激光线投射到车轮踏面上,实时测量经过测量区域内的车轮踏面外轮廓,并对测量结果进行插值运算、数据平滑运算等算法处理,获得车辆轮对的轮缘高度、轮缘厚度、车轮直径等主要参数。通过对测量结果数据分析,该系统可以完成运行中地铁车辆轮对参数的自动测量。     

用AutoCAD VBA设计盘形凸轮的轮廓曲线

介绍了用AutoCAD VAB创建图形用户界面，编制宏代码，并在AutoCAD中设计和绘制出凸轮轮廓曲线的一种方法，为在AutoCAD中设计和绘制复杂平面曲线提供了指导意义。     

基于CAE技术的凸轮轮廓曲线设计

针对目前国内企业在间歇运动机构凸轮轮廓曲线设计中所遇到的困难,采用共轭曲线的设计思想和运动模拟仿真的设计思路,并通过案例,介绍了凸轮轮廓曲线的设计方法.通过实体模型验证可知:用此方法得到轮廓曲线的凸轮作为主动件,其从动件的运动状态与初始设定的运动参数相吻合,这一结果给国内企业在解决间歇运动机构凸轮轮廓曲线设计时提供了一种新的思路.     

基于亚像素技术的锥螺纹参数检测算法

研究了一种基于亚像素技术的外螺纹几何参数计算。在获取螺纹图像的基础上,通过边缘检测算法获取螺纹轴剖面外轮廓的边缘。在已知边缘点Sobel算子八方位边缘梯度的基础上确定未知点的多项式插值的亚像素定位算法和基于螺纹外轮廓形状的曲线拟合对参数进行计算,并对螺纹的螺距等参数的求取过程进行了详细的阐述。实践证明,该算法具有较高的运算精度和较快的运算速度。     

基于NURBS曲线的凸轮廓线表达方法的研究及应用

为了使不同的凸轮廓线具有统一的表达形式,并保证凸轮廓线的光顺性,采用NURBS曲线来逼近凸轮廓线,并结合最小二乘法构建了NURBS曲线的目标函数,建立了基于NURBS曲线的凸轮廓线表达模型。将该模型用于步行式插秧机共轭凸轮推秧装置中共轭凸轮廓线的表达,拟合得到的凸轮廓线曲率变化均匀。与传统的拟合方法对比发现,用NURBS曲线拟合后得到的凸轮廓线曲率变化均匀、 误差小,需要的型值点少,从而表明采用NURBS曲线表达凸轮廓线具有明显的优势。     

复杂曲面反求工程中的边界处理技术研究

研究了复杂曲面反求技术中的曲面边界处理技术 ,采用“网孔法”实现曲面任意边界的识别提取。将曲面的测量数据点集投影到引导参数面上形成映射参数域 ,根据映射参数域分割子块上有无投影点定义出“空孔”和“实孔”,通过分析实孔和空孔的位置 ,确定初始边界 ,再通过光顺得到光滑曲面边界 ,方法简单、规范 ,实用性强