基于Marching Cube仿真建模与并行计算方法

论文分析比较了射线法与Marching cube体素法离散建模特点,认为Marching cube体素离散模型在轮廓形状精度方面更具保障性,并针对体素离散模型计算量巨大问题,采用CUDA并行计算法多线程并举判别体素类型、计算三角形面片数量、确定三角形面片坐标数据起始存储位置、动态线性分配VBO缓冲区,并将VBO缓冲区分区分块存储三角形面片,从而进一步提高体素离散模型显示效率。     

基于CGAL的点云三角面片重构

点云的三角面片重构是曲面重构的基础,通过三角面片重构可得到离散点的邻接关系,这些邻接关系为曲面拟合提供必要的信息.介绍了一个功能强大的计算几何库CGAL,并利用它完成对面模型的点云三角面片重构和体模型的点云三角面片重构.     

一种渐开线圆柱齿轮离散点模型的建立方法

在众多的齿轮检测方法中,坐标测量法越来越受重视,但目前数据仅能通过实验测量方法获得,不利于研究的深入开展。针对这一问题,提出了一种渐开线圆柱齿轮离散点模型的建立方法;给出了该模型的存储结构、坐标系的建立方法、各离散点的计算方法;选取合适的变量和步长计算方法,使得离散点的点距近似相等;通过实验验证了建模方法的可行性。齿轮离散点模型模拟了坐标测量的测量数据,为齿轮坐标测量的研究提供了一种研究对象,有助于提升我国齿轮产业的技术水平。     

渐开线离散球齿轮齿面接触分析

提出了一种新型的渐开线离散球齿轮传动机构,该机构能实现在空间中的俯仰、偏摆及回转运动的传动,同时避免了现有离散球齿轮存在的传动原理误差。使用ANSYS仿真软件对分度圆直径为512 mm的渐开线离散球齿轮于不同啮合状态的齿面接触特性进行分析,发现在定转矩下渐开线离散球齿轮啮合传动的齿面接触面积与啮合角的变化成反比;且当啮合角变大时,最大接触应力作用点将移向齿顶,同时最大接触应力也随之增大,可达2.059 3×10~6MPa,通过该种齿轮传动特性的研究为空间传动机构、机械臂等研究提供应用依据。     

线接触交错轴斜齿轮-面齿轮副精确齿面造型及啮合仿真

给出了线接触交错轴斜齿轮-面齿轮副精确齿面造型。基于啮合理论建立了交错轴斜齿面齿轮齿面数学模型,并计算出齿面离散数据点,根据齿面均匀离散点的输出数据,对齿面进行重构,实现了面齿轮的精确实体造型,并进行啮合仿真,采用齿面偏差法对生成的实体模型精度进行了评估,该模型可用于面齿轮数字化设计和制造。     

高速盘形齿轮的动力分析

本文介绍了一种高速盘形齿轮动力分析的方法。该方法采用离散变量法求解圆板微分方程。首先求出齿轮的离心内力,然后对受离心力作用的齿轮的动频及稳态响应进行计算和分析。     

五坐标 NC 加工曲面干涉检测及刀位角修正算法研究

提出了一种平底刀五坐标数控加工的干涉检测及刀位角修正算法。基于曲面离散三角面片,提出了一种快速的后跟角计算方法。该算法已经在ＳＣＡＤＭ３．０曲面造型及加工系统中得到应用和验证。     

曲线与网格间的误差分析

通过对海量网格数据和曲线间的误差分析进行研究,将曲线进行离散化处理,提出基于BSP树的快速最近三角面片搜索法,并计算离散点与最近三角面片间的最近距离,从而得到误差值,对各点的误差进行统计处理得到最大、最小误差,平均误差和标准差,并对误差结果进行彩色图线显示和具体数值的显示.从而可以更好的控制逆向工程的模型建构精度.     

一对啮合齿轮模型离散成SPH粒子方法研究

利用连续体离散成均匀分布SPH粒子的思路,以渐开线直齿轮为例,通过其各部分曲线进行研究,确定齿轮齿根过渡曲线以及其他部分的参数方程,提出了三维齿轮和一对啮合齿轮模型离散成SPH粒子的方法和算法,编程实现了正确啮合一对齿轮模型离散成SPH粒子的SPH前处理程序。通过用SPH方法对齿轮传动中冲击、接触等问题进行计算和模拟,提供了一种较好的前处理平台。     

有界泊松曲面约束的曲面样点法向稳健估计

对存在噪声、非均匀采样等缺陷的曲面样本,基于样点及其邻近样点构成的局部样本通常无法稳健逼近曲面局部区域,导致样点法向难以准确估计。为抑制样本缺陷对样点法向估计的影响,提出一种以有界泊松曲面逼近局部样本作为约束的样点法向加权估计算法。对待估计法向的样点,该算法对其所属曲面局部样本作增益优化处理,使得曲面局部样本具备边界保护区域;在样点的Frenet标架中以泊松曲面逼近该样本,基于样本的边界保护区域将泊松曲面的离散网格转化为有界形式,从而建立样点邻域的曲面约束,以有界泊松曲面离散网格中距样点最近的网格面片作为样点的参考面片,基于顶点邻域面的正则度及邻域面到该顶点的测地距离估计参考面片顶点法向,将参考面片各顶点法向的加权求和结果作为样点法向的估计结果。实验结果表明:曲面样本噪声水平不高于20%时,可将法向计算误差控制在π/18以内,且所得法向过渡较为光滑。证明了该算法适用于复杂曲面样本,可稳健处理存在噪声以及采样不均匀等缺陷的曲面样本的样点法向估计问题,实现曲面样点法向的光滑过渡。     

遗传算法用于齿轮传动离散优化设计

通过对齿轮传动中心距和体积优化的分析 ,讨论了遗传算法用于齿轮传动离散优化问题 ,构造了齿轮传动的遗传基因离散优化算法。实例计算证明了算法的有效性和正确性 ,对遗传算法在齿轮传动优化及其它相关问题中的应用具有积极意义     

遗传算法用于齿轮传动离散优化设计

通过对齿轮传动中心距和体积优化的分析,论述了遗传算法用于齿轮传动离散优化问题,构造了齿轮传动的遗传基因离散优化算法。实例计算证明了算法的有效性和正确性,对遗传算法在齿轮传动优化及其它相关问题中的应用具有积极意义。     

多条平面曲线数值合成新方法

针对磨前滚刀加工齿轮共轭曲线形成的数值合成问题,给出了任意复杂多条平面曲线数值合成为一条曲线的新方法,该方法对曲线离散并建立一个矩阵,将离散数据点放大后放入矩阵比较大小最终实现合成。应用提出的新方法,对C型磨前滚刀在加工齿轮中形成的齿根共轭曲线轨迹进行合成验证。     

MATLAB样条曲线在非圆齿轮离散节曲线拟合中的应用

介绍一种只需要知道非圆齿轮齿顶上的一些离散点,就可以用具有统一表达式的分段三次样条曲线来代替表达式形式各异的非圆齿轮节曲线的方法。以插秧机上的一个非圆齿轮为例,利用MATLAB自带的计算工具箱和绘图功能来说明该方法的实用性。     

齿轮减速器的多目标可靠性优化设计

提出一种以可靠度为目标函数和约束条件的多目标齿轮减速器优化设计方法。将可靠性引入齿轮减速器的确定性优化,考虑可靠度为设计目标和设计约束,并将小齿轮齿数作为离散确定性设计变量,进而构造出具有离散变量的多目标可靠性优化设计模型。提出在分支界定算法中嵌套遗传算法构造该优化问题的求解算法。该算法利用分支界定算法的遍历性和遗传算法的全局性,以获得优化问题的全局性解。最后,分别给出齿轮减速器的连续变量确定性解和可靠性解、混合变量确定性解和可靠性解,用以验证方法的有效性。     

基于包围矩形的三轴铣削仿真建模技术研究

以三角面片离散法为基础对刀具和毛坯进行了建模。将包围矩形算法引入到刀具对毛坯切削的判断中,用其搜索发生切削关系的点并修改其高度值来完成刀具对毛坯的切削;优化三角面片重绘过程中的计算,从而减小了仿真过程中的计算量,提高了仿真速度,优化了仿真效果。     

离散元仿真中挖掘机铲斗结构表面的单元球表示方法探究

提出了一种基于单元球的铲斗结构表面的多精度几何表示方法。该方法针对铲斗的斗底板、侧腹板、侧刀板、前刀板和斗齿5个部位的几何特征和功能要求,实施基于单元球的多精度几何表示。对比分析不同精度下单元球表达的铲斗结构表面,发现离散元仿真时间会随铲斗结构表面的几何表示精度的提高而增加。因而,铲斗结构表面的单元球表示需综合考虑仿真精准性与仿真时间的需求。对比分析不同精度下单元球与三角面片表示方法,证实了单元球表示方法具备有效表示铲斗结构表面的局部几何细节的能力。相比于三角面片表示方法,单元球表示方法有望在铲斗挖掘过程离散元仿真中花费更少的计算时间。     

谐波齿轮啮合刚度的有限元分析

谐波齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础。基于有限元加载接触分析原理,结合谐波齿轮的静态及动态接触特点,以单个轮齿啮入-啮出过程中的不同位置为研究对象,选取接触位置离散点,对各离散点的啮合数据进行提取分析,得到了单个轮齿不同啮合位置的单齿刚度曲线及综合啮合刚度曲线。并与已有研究成果进行了对比,验证了该方法的正确性,为研究谐波齿轮传动的动力学特性提供了依据。     

渐开螺旋面的数字化曲面及其计量特征

真实齿面的数字化重建是虚拟仿真与测量的重要基础,提出了基于几何线特征的渐开线齿轮齿面的数字化曲面构造方法,根据渐开线齿轮齿面的渐开线、螺旋线和接触线三条特征线之间的相交关系划分齿面网格点,分别构造出三角面片组成的渐开螺旋面和双三次NURBS渐开线螺旋面。与三角面片集拟合得到的曲面进行面型拟合特征与拟合精度、特征线拟合特征与拟合精度的比对分析、特征线拟合精度与光顺性的分析计算。分析结果表明,两种数字化曲面具有明显不一样的特征,NURBS渐开螺旋面具有良好的精度和光顺性。     

混合离散变量的遗传算法及其应用

目前 ,连续变量优化设计的遗传算法已经很成熟 ,但对离散变量的遗传算法研究甚少 ,而且所提出算法也较繁琐。本文提出一种使用方便的混合离散变量优化设计的遗传算法 ,通过求解齿轮减速器优化问题表明该算法的可行性和实用性