主曲率均匀的网格光顺

针对三角网格数据提出了一种主曲率均匀的光顺方法 .该算法首先通过建立局部抛物二次曲面来估算网格顶点的主曲率和主方向 ,其次以邻点的主曲率和主方向的加权平均作为光顺后顶点的曲率值 ,然后由新曲率值和二次曲面方程计算出调整后的顶点位置 ,实现模型的光顺 .进行局部光顺时 ,将区域内的点组成各个封闭环 ,根据邻点所在环的层次分配权值 ,可以满足是否去除或保留内部区域特征的需要 .该文给出了应用实例 ,结果表明本方法对网格模型实施整体和局部光顺均有较好的效果 ,光顺前后模型体积变化较小 .     

三角网格模型的特征线提取

在反求工程中，散乱数据点云的曲面重构常采用三角网格模型，若将其转换成曲面实体模型则有更广泛的应用，从三角网格模型中提取特征线是转换过程中的重要步骤．在讨论反求工程中数据点云分块方法的基础上，采取“基于边”的方法来提取特征线：先提取特征点，再连接成特征线．根据相邻三角片的法矢夹角和各点主曲率是否为极值，分两次提取特征点，利用三角顶点加权和均匀化等方法减少狭长三角片对特征点提取的计算误差影响，再将特征点分组连接成B样条曲线．文中算法的结果可为B样条曲面分片拟合和建立B-rep曲面实体模型提供依据。     

面向复杂毛坯小余量加工的层次化快速约束配准算法

针对复杂结构毛坯的小余量数控加工中很容易出现局部加工余量不足的问题,基于毛坯表面的点云测量数据,提出了一种层次化快速约束配准算法,从而实现加工余量的优化分配。首先通过建立一个知识向导模型并应用局部微分信息,自动分离出毛坯上需要分配余量的各待加工表面,并分别施加最小余量约束,在确定各待加工表面上参与约束配准优化的初始点集的基础上,采用广义乘子法将初始配准点集与设计数模进行约束匹配;然后采用迭代方法将不满足余量约束的测点追加到当前配准点集中,直到所有待加工表面的测点满足余量约束。实验结果表明,该配准算法在最大程度满足余量约束的前提下,显著提高了点云数据的配准效率。     

基于散乱测量数据点的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法

提出了一种直接利用三维散乱测量数据点的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法。首先根据切层深度作一组垂直于Z轴的平面,去截取测量点云,得到一系列切层截面点集,再在每个切层面上组环并判断加工区域,规划出刀位轨迹,将每一分层平面上的刀位轨迹按适当的方式连接起来,就可构成零件的整体加工轨迹。该算法避免了由测量点构造曲面且由曲面来进行刀位轨迹生成的这一复杂过程。     

复杂曲面误差评估的最小区域包容配准算法

鉴于复杂曲面误差评估问题中,不同配准方法往往导致不同的评估结果,在精度要求较高或误差形势较严峻时,恰当的配准位姿具有重要意义,提出一种面向复杂曲面误差评估的最小区域包容配准算法。为解决计算复杂性,采用凝聚函数一致光滑逼近不连续的极差函数,并利用高效有限存储拟牛顿算法求解大规模无约束非线性问题。最近点迭代算法为最小区域包容配准方法提供了收敛条件,同时加快了收敛速度,而且算法容易实施,对复杂曲面扫描数据点云有效。通过仿真平面和实测钣金件的误差评估配准实验说明了所提算法的有效性。     

批量复杂结构毛坯的快速逆向建模技术研究

工程实践中常常需要对结构上相同、几何上彼此有一定偏差的批量复杂结构毛坯逐件进行CAD模型逆向重建,这样重复的操作会浪费大量的人力,制约生产周期。针对此类问题,提出了一种基于结构特征模板和逆向设计表的快速逆向建模方法。该方法首先根据毛坯结构的特点制定结构特征模板、创建基于开放式知识表示的逆向设计表,然后通过读取模板中的元素和设计表中的操作步骤信息自动地依次进行点云测量数据的自动分割、不同曲面类型的逆向重建、各重建曲面特征之间后处理等操作。在算法和理论研究的基础上开发了相关程序,实例验证表明,该方法达到了快速逆向建模的目的。     

弱刚性钣金件受力下的贴模度仿真分析

贴模度是飞机钣金件检测中的常用指标。对于易变形的弱刚性钣金件,通常的数字化测量与分析方法只能得到自然状态下的贴膜度误差检测数值,不能满足实际要求。在数字化测量分析的基础上,对钣金件测量数据进行有限元仿真分析,在误差大的位置施加一定的载荷,模拟受力下的贴模度检测过程,不仅能计算钣金件局部发生弹性变形后各测量点的贴模度数值,而且能直观地观察到材料的变形以及每个测量点所需承受的应力。     

一种保持特征的三角网格光顺方法

网格光顺是逆向工程中一种常用的数据处理手段,其主要目的是为了减少网格模型中的噪声,提高网格模型的质量。但网格上的一些特征常常会在光顺时丢失。如何在光顺时保持网格模型的特征成为提高光顺质量的一个关键问题。在实现常用光顺方法的基础上,该文提出了一种能较好保持网格特征的自适应光顺方法,通过对特征进行判断,根据网格顶点的不同性质对其采用不同的操作方法以达到光顺和保持特征的目的。     

用主动轮廓模型优化网格曲面上的特征线

对主动轮廓模型在三维网格曲面上的表示进行研究．首先提出一种根据输入的点快速确定初始特征线的追踪投影法；然后计算出特征线的主动轮廓模型能量，其中特征能用平均曲率来表示；最后，特征线经多次迭代后移动到能量极小处，实现优化．实例表明，优化后的特征线既光滑又逼近特征．     

基于支撑域的网格简化算法

提出一种基于2次误差测度（QEM）的网格简化改进算法。算法首先对折叠边所产生的新顶点定义其在初始网格上的简化支撑域,从而建立新顶点与初始网格之间的联系;然后计算新顶点到支撑域的2次距离误差作为该顶点的全局简化误差,并将原始QEM中的误差作为局部简化误差;最后将两个误差之和作为新的折叠代价目标函数以实现对原有QEM算法的改进。多个模型的简化实验表明,改进算法能较好地保留初始网格的细节特征,并且较为明显地降低简化误差。