基于逆向工程的叶轮叶片建模

逆向工程( Reverse Engineering)主要的步骤包括点云的获取与预处理,曲面重构,模型重建及数控加工等技术。 为了探索含有自由曲面特征的叶轮在逆向设计过程中点云处理及曲面重构的的关键技术,验证相关的预处理方法与曲 面重构的原理。文章以叶轮叶片作为研究对象,利用随机滤波的方法对激光线扫描法获取的数据进行噪声点处理,去除 了点云中的多余数据及随机噪声,分析了曲面重构的原理并通过NURBS曲面操作方法完成了叶片的曲面重构,得到叶 轮整体的三维模型。最后,对通过逆向得到的叶轮模型进行了精度检测与验证。研究结果表明,利用逆向工程技术提高 了产品的设计质量,缩短了研发周期。     

产品正逆向混合建模的方法研究

为了解决常规逆向过程中由点云生成实体模型的低效和不易建模的问题,课题组采用正逆向混合建模方法完成模型重构。 课题组借助Handyscan获取模型的点云数据后,利用逆向工具完成点云数据的处理,之后在Geomagic Design X环境下完成模型的重建。经精度分析,重建的模型能 够达到预期建模目标,验证了由点云数据重构出实体模型的可行性,该模型可用于进一步的创新设计。正逆向混合建模的可靠性和高效性使其成为缩短产品研发 周期、进行产品创新设计的有利途径。     

基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法

在大型薄壁件的镜像铣削加工时,装夹过程会造成工件的变形,如果使用初始的刀具路径会导致薄壁件厚度不均匀,过切或欠切。为了提高加工精度,在铣削加工之前添加激光扫描环节,并提出一种基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法。应用运动学变换公式将激光扫描数据转换为点云,通过点云预处理简化过程,对理论曲面和实际曲面进行Delaunay三角网格曲面重构和计算定位点和匹配点任意两点间的测地线距离,再运用非线性最小二乘迭代计算完成基于等距映射理论的曲面特征匹配,最后基于面积坐标公式完成刀路的补偿。经过加工测量实验,该算法能减少67%加工误差,验证了该算法的有效性。     

冷却风机性能试验的仿真计算方法研究

针对冷却风机在设计优化过程中存在试验成本高和效率低等缺点，课题组提出了基于CFD的风机性能试验仿真方法。冷却风机性能试验仿真以CATIA建模软件和FLUENT流体仿真软件为基础，通过CFD计算，实现对冷却风机气动性能参数的分析与研究。仿真的湍流模型采用RNG κ ε模型，旋转模型采用MRF多重参考坐标系模型，求解方法选用SIMPLE算法。通过仿真数据与试验数据的对比，得出各性能参数的仿真误差均在9%以下，仿真精度在可接受范围内。研究结果表明：冷却风机性能试验仿真的条件设置和计算方法可以满足一般工程应用；仿真模型具有一定的应用价值，可以利用其研究冷却风机的气动性能。     

利用AutoCAD处理直线度误差

采用传统的测量方法——合像水平仪采集数据点,并用AutoCAD软件的基本绘图功能——直线命令来连接数据点,利用最小包容区域法绘制构造线得到直线度误差,最后用计算法验证结果的正确性.并用图形变换验证了直线度误差只是形状公差,只与自身形状有关而与其他特征无关.     

基于逆向工程的呼吸面罩设计

提出了利用逆向工程技术进行呼吸面罩个性化设计的方法.利用逆向工程方法获得了三维面部模型,基于人体面部的逆向造型提取出面部的特征点与特征曲线,并就典型的特征曲线进行曲面设计,完成呼吸面罩的造型设计.利用Surfacer与Pro/Engineer软件实现了特定人脸呼吸面罩的造型设计.     

曲面工件超声检测机器人误差补偿分析

针对曲面工件超声波检测过程中,超声检测机器人末端探头位姿误差对检测精度影响的问题。根据超声检测机器人自身特点,提出基于多关节摄动误差补偿原理逆向求解标定误差模型参数的方法,利用误差模型参数实现对检测中所有扫描点位姿误差的实时补偿,提高检测的精度。首先,应用Denavit-Hartenberg方法建立超声检测机器人的运动学模型;其次,分析超声检测机器人的误差原因和来源,并利用矩阵微分原理建立误差模型;最后,结合超声检测机器人测距功能和多关节摄动误差补偿原理得到位姿误差实时补偿方法。通过螺旋桨曲面工件扫描检测实验验证该位姿误差补偿方法的有效性。     

基于激光扫描的人脸软组织三维重建研究

提出了基于激光扫描技术进行人脸软组织三维重建的方法.首先采用激光扫描系统对人脸进行扫描,然后利用采集的点云数据,通过计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)中的反求工程方法,建立面部三维曲面模型.通过重建的模型与原始点云数据进行比较分析可知,面部轮廓的反求精度可达0.30～0.02 mm.利用本文所提出的面部软组织重建方法,可以为颌面外科与面部正畸研究提供三维研究模型.     

基于微粒群算法的叶片曲面形状误差评定

以涡轮机叶片型面的形状误差评定为例,利用NURBS曲线插值构造出截面设计曲线,提出一种四控制点法构造与测量点最近的NURBS截面设计曲线,建立了计算曲面形状误差的数学模型,并应用微粒群算法计算测量点到曲面的最短距离,实现了曲面形状误差的评定。通过与传统的BFGS和DFP优化方法的计算结果进行比较,表明该方法能快速准确地计算叶片曲面的形状误差。     

小型回转点云的配准研究

针对回转半径较大的小型回转点云配准时其回转特征不明显问题,提出一种先利用最小二乘法计算出点云的拟合平面并将所有点投影到该平面上,再利用滚球算法计算该二维点云数据的边界,并对边界点云进行3次B样条拟合,最后根据B样条曲线的变化特点,找出特征点,并利用特征点进行配准。对于回转半径较大且尺寸较小的回转点云,由 于其回转特性不是非常明显,因此完全依靠其回转特性进行配准,会有一定的难度,所以需要利用其他一些特征进行配准。最后通过三坐标扫描仪获取物体的外表面形状数据,然后进行配合验证,结果表明可以准确获取特征点。该方法可以有效地对小型点云进行配准。     

截面数据精确分段方法研究

针对截面数据分段精度不够,从而导致截面曲线重构精度差的问题,提出一种截面数据精确分段方法。这里重 点研究相邻特征为直线特征和自由特征在满足G1连续时数据的精确分段。首先根据数据平滑的原理及其作用,对被平 滑的数据分别采用不同的领域窗口方法确定出分段点所在的数据点区间;然后以自由曲线的逼近误差作为判断条件,在 该区间内进一步迭代搜索精确的分段点。提出的截面数据分割方法不仅能够在现有数据中寻找分段点,而且可以超越 现有数据点并在其之间寻找更精确的分段点。实例表明,该方法大大提高了截面数据的分段精度,进而使重构的截面曲 线更加符合初始设计意图。     

论云存储中数据安全的法律保护

云存储是云计算的演变形式,云存储与云计算既有联系又有区别.云存储是指借助网络(尤其是Internet),运用应用软件,为用户提供数据存储及访问功能的一个软硬件结合的数据集合系统.云存储本身并不是一种服务,它是为了实现数据存储服务功能而提供的一个系统支撑.云服务器位置的不确定性导致云存储中数据位置多变.云存储中的数据安全及隐私安全问题给数据用户提出了严峻的挑战.云存储中数据安全主要是指数据的采集、存储、访问、处理及数据交易安全.云存储中的数据安全与网络安全息息相关,数据安全的法律保护亟需制定.     

基于角点检测的焊缝图像ROI优化提取算法

为了解决焊缝表面缺陷检测中使用点云数据过于庞大而导致检测时间过长的问题,课题组针对Moravec角点检测算法进行优化,使用优化后的角点检测算法对激光中心线进行特征点提取并确定感兴趣区域（region of interest,ROI）。经过实验表明：优化后的角点检测算法能够有效避免伪角点的出现,提高了鲁棒性,同时经过ROI提取后的焊缝点云数据量减少了71.14%。该方法能够有效解决计算基于点云的焊缝表面缺陷检测数据量过大的问题。     

逆向工程特征参数提取技术研究

逆向工程是从已有实物的测量数据点中提取其特征参数进行模型重建的过程,特征参数的提取是逆向工程的关键技术之一。该文提出了一种新的回转面特征参数提取算法,将蚁群算法应用在逆向工程的特征参数优化过程中,首先建立回转面特征参数提取数学模型,然后运用蚁群算法实现过程优化,从而提取出特征参数,实现回转面图形重建,最后通过实例验证了该算法的有效性,该算法提高了特征参数提取精度和效率,适用于空间任意位置回转面的特征参数提取。     

凸轮实测中角度基准偏移误差的消除方法

引起凸轮测量误差的主要原因之一是实测时的角度基准与理论设计时的角度基准不一致,本文利用凸轮的一次离散实测数据,采用分段抛物线拟合函数,以角度搜索法插值得到不同角度基准下的多组测量数据．从各组测量数据与设计数据的各个最大偏差值中,找到最小值,它所对应的角度基准即为该凸轮的准确的角度基准．通过编程并在实测凸轮中验证了此方法的可靠性．     

基于ANSYS的机械臂吹扫装置

为了解决机械臂对表壳外表面完成抛光后机械臂易与表壳发生粘连的问题，笔者设计了机械臂吹扫装置，并讨论了该装置2种不同进气口位置的设计方案。利用SolidWorks建立2种方案的三维模型，将其导入到ANSYS软件中，利用FLUENT模块进行流体动力学仿真分析。根据迭代计算曲线和压力分布云图，得出2种方案均可使表壳顺利脱离。通过2种方案的流迹线云图和速度矢量图进行对比分析，结果表明进气口在喷嘴正上方的装置吹气质量更优。研究结果有助于工作人员选择合理的方案。     

CRTSⅡ无砟轨道板养护研究及有限元模拟

对无砟轨道制板养护中的养护制度、测点分布、管道布置进行了深入研究，应用大型有限元分析软件ANSYS对温度场进行仿真模拟，并将结果与实测数据进行了对比分析。结果表明，该文建立的有限元模型可以较为精确地模拟实际温度场。     

三维套管变形井有限元几何建模研究

套管变形后，在整形前需要有限元分析模拟整形过程，但是其几何建模比较困难。为了解决该问题，定义多臂井径仪测量平面及其法向矢量，在测量平面上建立多臂井径仪的局部坐标系，确定了局部坐标方向的方向余弦矩阵，导出了测量平面上井径仪的测量臂与套管接触点的全局坐标计算公式。根据上述公式，编写程序将计算结果导入ANSYS软件，再通过曲线拟合、蒙皮、拉拔和网格剖分得到了套管变形后有限元模型。利用多臂井径仪实际测量数据进行套管变形后的几何建模，结果表明：所提出的三维套管变形的几何建模方法是可行的，具有较强的实用价值。     

基于云理论的企业市场竞争定位模糊识别

运用正态隶属云代替传统模糊识别方法中精确的隶属函数,构建了相关正态云模型,对云理论在经济管理领域中的应用做了初步探讨。并对企业市场竞争性定位进行识别,克服了由于隶属度确定的唯一性所导致的最终失去模糊性的理论缺陷,从而使获得的判识结论更加合理且贴近实际。