基于体素模型的多孔结构骨支架快速建模

为解决组织工程骨支架多孔结构设计建模问题,提出1种基于体素模型的多孔体骨支架建模方法。基于CT断层扫描图像,采用MC算法3维重建骨支架三角网格模型;采用分区划分,逆向追踪求交分层算法,获取骨支架分层截面轮廓线段;基于离散采样法,对分层截面轮廓线段等距扫描线填充、离散,生成骨支架体素化模型;构建孔隙单元结构,以体素化空间为约束边界,通过孔隙单元"映射",构建出多孔骨支架模型。研究结果表明,所提算法可以快速构建出能够构建孔隙结构可控的多孔模型,从而为骨支架建模提供了1种可行性的方法。     

二坐标数控程中复杂环的等距算法研究

二坐标数控加工在地业中有着十分广泛的应用。文中提出了一种新的二坐标数控编程中复杂轮廓环的等距环生成算法，讨论了环的等距、等距环的自交处理等问题，文中算法程处理简单、通用性好、在实践中取得了很好的效果。     

二维轮廓刀具轨迹自动编程算法的实现

本文提出了在二维轮廓中插入零半径圆弧后通过等距和自交处理生成刀具轨迹的自动编程算法,详细讨论了特殊情况下的自动编程实现,从而进一步完善了二维轮廓的刀具轨迹生成算法.     

一种新的型腔铣削刀轨生成算法

在对型腔外轮廓和岛屿轮廓分别考虑的基础上,对各封闭环路进行简化,提出了一种新的干涉标志量递推规则,实现了多种等距环交点情况的统一处理,降低了算法复杂度.文中给出了由该算法生成的带岛屿型腔刀位轨迹的实现步骤及计算实例.测试表明,该算法计算速度快,稳定性好.     

任意多岛型腔数控加工路径生成算法研究

提出了一个用于计算具有任意多岛型腔环切加工刀具轨迹的算法.该算法采用干涉标志分别生成型腔轮廓和各个岛的等距偏移轮廓,然后通过二维布尔运算进行偏移轮廓的合并,再进行轮廓生成树的深度优先遍历,可以得到最终的环切加工轨迹.     

二维图形集合运算的自动实现

本文研究了一种实用的二维图形集合运算的自动实现的方法。参加集合运算的图形可以是屏幕上所画图形的一部分，该图形的数据由图中自动提取。提出了扫描线算法，用于自动搜索集合运算图形的内、外轮廓。     

二维轮廓嵌套加工刀轨生成算法

提出一种新的刀轨生成算法,成功解决了由通用等距方法的刀轨加工而成的凸台和凹槽在嵌套时产生干涉的问题。该算法只需要三次等距即可计算出凸台和凹槽加工刀轨,并且能够处理包含自由曲线的轮廓。最后给出的算例验证了该算法的有效性。     

坯料网格边界延展及规则化算法

提出了一种毛坯边界非等距外延方法，即将毛坯边界节点非等距外延后，利用NURBS曲线拟合技术生成等距的新毛坯边界，再用NURBS曲面蒙皮算法生成平面，然后通过网格生成算法将生成平面离散成网格，最后用一种基于协方差矩阵特征值的坯料边界规则化算法来得到具有规则形状的坯料。     

二维轮廓加工刀具轨迹生成的一种新方法

本文分析了二维轮廓等距环的生成过程，研究了等距环的自交处理方法，揭示了自交后所生成的子环的相邻关系与子环的有效性之间的内在联系。从而提出一和安子环的相邻关系对子环进行分类的方法，使得所有子环被分为两类，有效子环属一类，无效子环属另一类，然后，仅仅只需判断一个子环的有效性就可以得出所有的有效子环。从而筒化了自交处理，减少许多计算量，提高了等距处理的速度。该算法简便，直观，计算量小，运算速度快，具有工     

Loop细分曲面的自适应等距面生成算法与实现

提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过给定等距精度的控制网格进行局部自适应细分 ,重新生成等距面并检测误差 ,直至整个细分等距曲面满足精度要求 ,所生成的等距细分曲面除局部 C1 外其余 C2 连续。实例表明 :本算法高效稳定 ,生成的等距细分曲面已完全满足实际工程需要。     

薄片零件尺寸机器视觉检测系统中的线扫描步长自适应优化研究

借鉴自由曲面逆向工程中扫描步长自适应优化的思想,提出了基于CAD信息的线扫描步长自适应优化方法。基于曲线拟合容差开发了圆弧图元线扫描步长自适应优化算法;基于等线段长开发了直线图元线扫描步长自适应优化算法;基于图元间的拓扑结构归纳了区域线扫描步长自适应选取准则。用弹性臂薄片零件的尺寸检测实验对基于CAD信息的线扫描步长自适应优化方法的检测精度和扫描数据量进行了分析。实验结果表明,该方法能提高检测系统的检测精度,提高线扫描的扫描效率,减少扫描数据量。     

轴向车铣等距型面的运动建模

为研究轴向车铣加工等距型面的切削过程,针对其运动过程复杂的特点,以矢量为研究对象,通过矢量分析建立描述其运动过程的数学模型,并给出基本矢量方程。通过数学模型对加工的运动轨迹进行仿真,分析主要切削参数对运动轨迹的影响。为验证运动矢量模型的正确性,进行等距型面的轴向车铣加工试验,得到包含内外轮廓等距型面的加工样件。结果表明,采用轴向车铣完全可以实现等距型面的内外轮廓加工,理论上只要增大铣刀与工件的转速比就可以得到足够小的工件表面粗糙度,且选用逆铣的切削方式更容易得到光滑的加工表面。     

关于螺杆廓形曲线方程的研究

对单螺杆泵定转子的螺旋曲面表面进行理论研究,在已知双参数摆线等距线方程基础上,通过已知内外摆线方程重新推导出了内外摆线等距线方程,并求出了此方程的不可微（即不连续）的点。此方程与现有一般摆线等距线方程相比,由双参数方程转化为单参数方程,将更利于型线的分析与改进。     

基于线段扫描的碎纸片边界检测算法研究

提出了基于短线段扫描的碎纸片图像边缘检测算法,该算法用一系列短线段拟合碎纸片的边缘,这些短线段首尾相连,组成碎片边缘拟合曲线;在碎片边界拟合过程中,使用直线插补方法获得线段离散点,通过点的属性来判断线段与碎片边缘的拟合程度,同时使用圆插补方法旋转扫描线段,以保证线段扫描方向连续而没有间断;还分析了碎片图像噪声分布特点,提出了噪声点去除方法;同时提出了多碎片图像边缘检测方法.根据所提出的算法,研制了碎纸片边缘检测程序,并利用这些程序对两实际例子进行了分析,分析结果表明所提出的碎片边缘检测方法是可靠和有效的.     

3D打印制件外轮廓线的自适应分层算法研究

针对3D打印三维模型直接转换成STL文件进行切片分层处理过程中,存在模型表面信息缺失、打印精度不高等问题,提出了面向3D打印制件外轮廓线的自适应分层算法。该算法利用Z轴方向特征曲线的方法得到打印制件外轮廓曲线,采用微元思想对模型分段处理,确定打印方向与外轮廓切线夹角的关系,运用概率统计、叠加求和等数学理论求出每一层切片的自适应分层方法。通过实例打印表明,该算法减少了转换成STL文件时的信息缺失,提高了3D打印的精度与效率。     

基于网络优化的复杂型腔刀具轨迹规划算法

复杂型腔零件的加工是数控编程中的一个难点。从提高加工算法的稳定性和加工效率的角度出发,提出了基于网络优化的复杂平面型腔数控加工刀具轨迹优化算法,分析了轮廓环的等距、自交、集合运算等基本运算,详细论述了基于网络优化的刀具轨迹规划方法并优化了刀具轨迹。     

考虑定向能量沉积工艺特点的减材加工余量优化

针对定向能量沉积（DED）复杂曲面零件余量不均及台阶效应明显等问题,提出了考虑DED复杂曲面成形特点的中面动态配准技术,以优化后处理减材加工余量。首先根据扫描路径构建曲面零件最小外包络的截面线,用于在机检测毛坯点云;然后提取理论模型中面与测量毛坯中面点云,引入不同区域配准精度要求,利用动态加权迭代最近邻点算法实现加工余量优化,并通过两简单案例对算法可行性进行初步验证;最后,以离心叶轮叶片为复杂案例,分析所提余量优化方法的准确性,并与基于遗传算法的多配准精度要求的加工余量优化技术进行对比。结果表明,所提余量优化算法的配准精度及计算效率高,可用于DED制造复杂曲面类零件的余量快速优化。     

SLC文件的扫描路径生成方法

介绍了快速成形加工中常用的SLC文件的格式,分析了SLC文件的数据存储结构和特点。研究了SLC数据的读取方式,采用奇偶规则判断交点是否在轮廓区域内,区分了扫描线的虚实特性,并对轮廓垂直或重合于扫描线、极值点和凹拐点这几种特殊情况进行了讨论。最后生成了风力机叶片以及齿轮模型的扫描路径,证实了算法的有效性。     

轿运车动态配载过程仿真关键技术研究

这里针对轿运车动态配载仿真过程中的关键技术展开研究,提出了基于KBE的简化车辆家族模型建模方法,在定义以商品车轮胎轨迹线为运动副约束的基础上实现了配载运动的底层算法开发,在提出基于布尔运算的探测小球预警方法基础上,实现了干涉检查技术的开发。     

选区激光熔化快速成型矩形块扫描方式的路径生成算法

算法的核心是将待扫描区域划分为矩阵式的矩形块,块数由用户设定,相邻矩形块间扫描方向相互垂直。这种扫描方式可以改变热应力的方向,并可避免长线扫描．该算法能够有效提高轮廓形状比较简单,但截面面积较大的零件的成型质量。