基于 CATIA的自由曲面重构以及应用

利用CATIA强大的自由曲面设计的功能特点，结合颅骨修复实例探讨了CATIA在曲面重构方面的新应用。     

模具型面设计中曲面快速延拓技术研究

针对飞机零部件模具设计过程中遇到的曲面延拓困难问题,提出了以B样条双向蒙皮造型技术对曲面进行重构,进而实现曲面快速延拓的新方法,并基于CATIA开发了钣金模具型面辅助设计工具,实现了复杂曲面的快速延拓,可提高航空钣金件模具的设计效率。     

采用正交函数优化三维自由曲面

自由曲面重建时,一般采用增加控制点个数来提高曲面拟合精度,但控制点的增加会引起曲面连续阶数变低.通过分析传统算法在曲面拟合中的不足,提出采用正交函数的曲面拟合方法,该算法避开不规则数据点进行拟合,保证了曲面的光顺性.当采用3×3阶曲面,36个控制点进行曲面拟合时,曲面重构最大误差仅为0.077 0mm,曲面满足G2曲率连续.实验结果表明,所提出的曲面优化算法,实现了曲面控制点数与曲面光顺和重构精度的最佳匹配,提高了曲面拟合的品质.     

基于CATIA逆向工程的SUV后围保险杠曲面造型设计

基于CATIA曲面逆向理论基础,在无图纸情况下先根据SUV后围保险杠的曲面特征,采取了对点云进行分块、基于特征曲线构建曲面以及控制点调面等方法和技巧进行了保险杠曲面的逆向重构。之后在重构曲面的基础上运用正向设计方法完成曲面再创新设计。经曲面质量评价和装配检测,改进后的保险杠符合曲面光顺性要求且与其它部件衔接良好。实践结果表明,在无数据的情况下,运用此方法能够大大提高对原有产品改进和创新的效率。     

G~2连续的A级曲面精确重构及光顺技术研究

A级曲面重构中拟合高精度曲面过程复杂繁琐,需要进行大量运算,且曲面拟合后没有保留参数特征,无法编辑修改,进而造成曲面逆向重构工作反复进行。针对上述问题提出一种高效准确的方法进行曲面重构。根据K-邻域搜索的离散点云,采用直线、圆弧等多方式分段插值拟合出曲率连续过渡的曲线,保留参数特征,方便修改;再利用NURBS理论拟合曲面,通过调整控制点、权因子和节点矢量等因素,确保曲面拟合精度和曲率连续过渡。经过实例分析,此方法拟合A级曲面快速准确,并保留了曲面形状参数,提高了曲面重构的精度和效率。     

基于CATIA的汽车三视图逆向三维建模

文章基于CATIA自由曲面反求技术,对车身曲面设计进行了研究。通过对宝马三视图的数据采集和处理、曲面的构建以及曲面分析,进行车身曲面的数字化建模,反求出汽车曲面的三维数字模型。解决了通过三视图实现快速逆向工程实体三维数字建模问题。     

基于外形重构的反求工程

介绍了汽车模型从测量、重构到加工的整个过程,重点对汽车模型的重构作了详细阐述.由于CATIA具有强大的逆向造型设计功能,利用CATIA对汽车模型进行了曲面重构,并得到了完整的汽车模型.给出了汽车模型重构的一般步骤,并对重构方法作了进一步的探讨.     

一种离心叶轮三维叶片的快速成型方法

为了缩短离心叶轮叶片的三维设计周期，实现闭式离心叶轮自由曲面叶片的三维快速成型，本文提出了一种基于叶片中间面的自由曲面叶片快速成型方法。首先，采用三次均匀B样条理论对叶片中间面曲线坐标进行双向加密重构；然后，结合空间曲线参数方程及空间矢量相加法，则以重构后的中间网格面为基准建立初始叶片三维网格模型；最后，采用叶片中间面曲线坐标点绕轴旋转形成的空间曲线和初始叶片三维微元网格求交，求解获得单个自由曲面叶片曲面离散坐标。整个叶片三维建模过程可实现不同前、尾缘及厚度形状组合的离心叶轮三维叶片快速成型；该方法和传统的CAD建模方法相比，其调整叶片形状更加快捷便利，不仅能够提高离心叶片三维建模精度和效率，而且为叶片三维模型设计及优化提供了帮助。     

基于CMM测量的自由曲面反求技术研究

重点介绍三坐标测量自由曲面的反求技术。通过对自由曲面数字化过程中数据获取、测量数据处理和曲面重构的研究,得到鼠标外壳的三维模型,极大地提高了设计质量和效率。     

基于形状特征的自由曲面建模技术

针对自由曲面重构建模中存在的问题,对曲面数字化及离散点参数优化技术进行了研究。基于自由曲面的形状特征,提出了一种曲面自适应数字化技术。建立了基于显式的最小二乘重构误差的参数优化模型,运用子空间共轭梯度内部反射牛顿优化技术实现了大规模数据点的参数优化。研究结果表明,自适应数字化技术大大提高了曲面的采样效率;参数优化模型合理且优化算法收敛迅速。     

逆向工程关键技术及应用实例

介绍了逆向工程技术的定义及其工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构三个部分。根据理论学习和自身实践经验对逆向工程的关键技术做了一些探讨。并以摩托车装饰板模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CATIA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,说明了逆向工程的整个设计应用流程.     

车身外覆盖件设计中点云重构A级曲面技术

A级曲面重构是车身外覆盖件设计的关键环节,针对传统方法重构复杂自由曲面效率低下、灵活性差、曲面质量不高的状况,提出一种基于NURBS面片的A级曲面重构方法,曲面调整灵活、直观,有效提高了A级曲面重构的效率和质量.     

自由曲面慢刀伺服车削加工技术

目前,自由曲面的高速、高精度加工存在很多困难.因此,提出了适用于自由曲面加工的慢刀伺服车削的刀具路径规划方法.该方法考虑节点向量与控制点,采用NURBS曲线拟合刀具路径.NURBS曲线拟合的过程中先预处理离散点,然后将其参数化.再确定节点向量后反求控制顶点.通过调整控制顶点,可以快速的调整曲线的形状,使拟合的过程更加准确.最后对正弦网格表面与微透镜阵列表面进行了加工实验,验证了该加工方法的有效性.     

基于粒子群优化算法的三维点云NURBS曲面重构研究

针对Delaunay三角化等传统方法在逆向工程曲面重构过程中存在着精准度不足、处理高维非线性问题时效率低等问题,提出一种基于粒子群优化算法的三维点云NURBS曲面重构方法。通过曲面参数化和曲面拟合两个关键步骤,使用粒子群优化算法确定出控制点、节点矢量和权因子等NURBS曲面参数,实现了NURBS曲面重构。最后使用包含了开放、半封闭、封闭、实际扫描、多分支和自我交叉等5种不同类型具有代表性的曲面模型对算法进行验证。实验结果表明,该方法具有良好的鲁棒性、准确性和灵活性。     

基于专家系统的CATIA二次技术

介绍了CATIA的知识工程技术的应用及特点,分析了基于专家系统的CATIA二次开发技术系统的作用及设计方法,为快速智能设计复杂曲面造型提供了技术支持.并以水轮机导叶设计过程为例阐述该原理.     

CATIA V5软件在汽车零部件逆向设计开发中的应用

以一款车的后视镜为例,阐述了从点云导入、曲面重构到结构设计的详细开发过程,探讨了CATIA V5环境下的汽车零部件逆向设计的开发流程。     

车引擎覆盖件设计中点云重构A级曲面的技术研究

A级曲面重构是车引擎覆盖件设计的关键环节,针对传统方法重构复杂自由曲面效率低下、灵活性差、曲面品质不高的状况,提出一种基于imageware软件应用中NURBS面片的A级曲面重构方法,曲面调整灵活、直观、非常有效提高了A级曲面重构的效率和品质,Imageware的高级曲面构建功能和品质评估功能使其在汽车车身A面构建中的使用越来越多,使得车引擎覆盖件设计更加快捷,美观、流线性更顺畅,大大提高了整车外观设计的水平.     

基于Geomagic的曲面CAD模型重构

随着逆向工程的发展,越来越多的产品采用逆向制造。以冲压件为例,讲述了Geomagic、UG软件进行逆向参数化建模的设计思路和应用特点。使用Geomagic软件将获取的制件表面数据进行预处理,并基于NURBS曲面对制件进行自由曲面重构及误差分析,最后在UG中完成曲面局部重构及实体建模。表明,应用Geomagic、UG软件相互结合,可以进行曲面快速重构,大大缩短了设计周期,提高了研发效率。     

NURBS曲面插值参数化及其在数控加工中的应用

对NURBS曲面插值以及曲面数控加工NC代码生成的基本算法进行研究,提出了在自由端点边界条件下的控制点反求算法,引入插值参数和曲面形状修改参数,利用MATLAB三维空间图形处理工具显示各参数变化对曲面插值及曲面形状的影响,研究曲面参数化在刀位轨迹生成中的应用.以某曲面零件为数控加工仿真对象,模拟其在虚拟环境下的切削过程,利用VC++和OpenGL,编程实现重构算法并完成曲面加工轨迹仿真,通过实例验证了该曲面造型方法及数控代码生成方法的正确性.     

基于逆向工程的快速原型技术

这里论述了RP技术与逆向工程技术相结合的方法。在逆向工程中应用CATIA软件处理激光测量的方法得到的汽车尾部局部点云数据，进行曲面重构，获昨快速原型所需的实体模型。