三角网格模型变形设

提出了一种三角网格模型变形算法,采用最小二乘法求解三角网格模型变形设计的参考曲面,将网格顶点向参考曲面投影,建立网格顶点与投影点间的映射关系,通过调整参考曲面控制顶点,根据投影点位移量调整网格顶点坐标,采用三角Bézier曲面理论进行网格模型光顺处理,实例证明该方法可准确控制模型形状,有效提高三角网格模型的光顺性及变形设计效率.     

面向曲面品质分析的曲面离散技术

曲面品质分析是车身开发过程中必不可少的一步,准确的曲面品质分析需要高质量的曲面离散网格,提出了一种新的面向曲面品质分析的裁剪参数曲面离散技术。该方法在单张曲面离散时考虑曲面局部不光顺区域的存在;充分利用曲面边界信息查找两曲面公共边界上的网格;在两曲面网格边界缝合时,直接以公共边界上网格数少的曲面网格为基准,另一曲面网格根据边界网格连接的需要,按照一定规则进行网格顶点替代和网格删除,以实现高效率、高质量、面向曲面品质分析曲面离散,最后以实例验证了算法的有效性。     

一种基于车身曲面重建的三角网格曲面参数化方法

三角网格曲面的参数化是车身曲面重建过程中的一个重要环节。三角网格曲面参数化是一个由3D到2D的可逆变换,可将对三角网格曲面的操作转化为对二维平面网格的操作,这样就大大地减小了应用操作的复杂性。在车身曲面重建的基础上研究了一种既保角又保面积的参数化方法,并判断其是否适应于车身曲面重建过程中的三角网格参数化。通过VC6.0编程结合UG软件为平台,应用车身实例来实现这种参数化方法的算法。     

车身拓扑网格简化算法研究

在车身逆向设计过程中,点云数据预处理后形成的拓扑网格数据庞大,直接导入三维软件中进行处理时,对计算机的显示、分析、存储、传输等会造成很大的负担.主要研究了车身曲面重构过程中基于二次误差测度的边折叠网格简化算法.该方法将点到相关平面的距离的平方和作为误差测度,进行多次的选择性边折叠,实现网格有效简化.通过VC 6.0编程实现了该算法,实验结果表明,该算法稳定可靠,效率较高,简化效果好.     

三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快.     

三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快。     

AFT—DT相结合的离心泵曲面网格划分算法

针对映射法的曲面网格生成容易产生畸变而导致网格质量较差的问题,提出一种基于黎曼度量,结合前沿推进技术(AFT)和Delaunay三角划分(DT)方法的曲面网格生成算法。该算法在黎曼度量的基础上,用改进的前沿推进技术生成参数域内的背景网格;且在对参数域内背景网格进行加密时,为了抵消映射过程中的畸变,采用插入三角形外接椭圆圆心的方法代替传统Delaunay插点内核,并给出了椭圆圆心定位以及判断节点是否在椭圆内的方法。该算法通过黎曼度量的引入以及合理的背景网格充分地考虑了映射畸变和算法效率,实例表明,算法易于实施,稳定性好且生成的网格质量较高。     

三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨.实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度.     

电动汽车新造法:网格曲面结构车身

<正>混动汽车、电动汽车诞生的目的是为了节能,因而应使汽车尽可能轻,一款结构不太寻常的EXO概念车可供参考。开发者将其车身称为"网格曲面结构(geodesic)",即利用直线创造出曲面。假设地面上有许许多多互相距离相等的点,用直线将其连接起来则会形成一个网格曲面球体,许多建筑物顶端的半圆穹顶就类似将这个球体切成两半后的样子。这类网格状球体结构不仅强度高,其外观也相当炫酷。对于汽车来说,在车身骨架外面覆盖这样一层网格状面板可以极大地降低车重。     

车身覆盖件CAD模型曲面缝合技术

修复车身覆盖件CAD数据是有限元分析前处理中的重要步骤,针对车身覆盖件CAD模型中曲面缝隙问题,采用NURBS技术对曲面缝合加以研究,通过管柱算法快速判定匹配边界,以基于特征的曲线合并方法完成曲面缝合,并开发出曲面缝合算法模块.通过对汽车翼子板零件的缝合验证了算法的有效性.     

变道超车过程的车辆气动特性仿真研究

基于Ahmed模型,采用重叠网格和不连续网格两种方法对直道超车过程的外部流场进行了数值仿真。通过比较仿真结果,验证了重叠网格应用于超车过程外部流场数值仿真上的适用性和准确性,并进一步应用重叠网格方法实现了变道超车过程的外部流场数值仿真,揭示了在变道超车过程中,两车外部流场相互干扰的流动特性。通过以上计算,指出了重叠网格在解决诸如变道超车等问题的潜力,为解决实际车型的变道超车等问题提出了简便实用的方法,具有一定的指导意义。     

基于数据约束的植物叶柄三维形态交互建模方法

提出了一种基于真实数据并保持原始参数不变的植物叶柄器官建模方法。首先通过叶柄长度、叶柄半径参数建立柄的三维模型,并加入表面绒毛的模拟以增强真实感;为了丰富模型的形态,提出了基于交互的形态调整方法,该方法以关节链及逆向运动学为基础,辅以误差补偿算法,使交互调整过程中模型的原始参数(长度、半径)保持不变。试验结果表明,该方法可以快速、灵活地构建出叶柄器官的三维形态,具有较好的真实感效果,且变形过程中参数的变化很小。     

基于磁-流-热-固多场耦合的磁力联轴器应力形变分析

为探究不同转速下磁力联轴器部件的温升和应力形变情况,基于ANSYS Workbench耦合平台,首先对其进行单向的热磁耦合,并进行温度分布分析,再对磁场与流场共同作用下的磁力联轴器结构场进行热固单向耦合分析.结果表明：隔离套的高温区域在轴向上主要对应于磁钢所在位置,并且温度向套筒两端明显递减.隔离套的较大形变区域与高温区域一致,周向上呈向外膨胀状态,轴向上呈两端递减.对于内磁转子体,应力主要集中在薄金属包封套表面且向转子内部递减.对于外磁转子体,应力主要集中在磁钢周围与转子内表面,并由内向外呈现递减趋势.此外内外磁转子体的形变量并不大,但转速对联轴器部件的温升和应力形变影响较大.随转速增大,隔离套的温升、形变与应力值最大增长约7倍,内外磁转子体的应力峰值从6.350 MPa增大到37.300 MPa.     

基于自由曲面变形方法的离心泵叶片载荷优化

针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空间进行试验设计,采用响应面方法对叶片载荷分布规律进行优化研究,得到了离心泵叶片载荷分布规律与对应的叶片形状及叶片水力性能间的关系,得到了低比转速离心泵叶片理想的载荷分布规律。算例优化结果表明:提出的离心泵叶轮叶片载荷优化理论及方法是可行的。     

基于本征正交分解法的液环泵气液两相流场重构

针对液环泵内复杂的气液两相流动、计算量大且优化设计难以进行的问题,提出了采用本征正交分解法进行液环泵内流场的重构分析。采用泰勒多项式对二维叶片型线进行参数化控制,通过对各控制参数进行适量的扰动得到叶片型线样本集。采用VOF模型进行液环泵内气液两相流场的数值模拟,由叶片型线参数及叶轮内流场数据构建样本的快照集,依照几何相似及网格变形方法插值得到各相似点的流场参数,依据本征正交分解(POD)法将快照集分解为正交基的线性组合。由最小二乘法拟合目标叶型所对应的正交基系数,实现了对目标叶片流场的重构。采用POD方法对2BE-203型液环泵内单个叶轮流道的气液两相流流场进行了重构,精确地重构了单个叶轮内流场结构的各个特征,除在气液交界面附近有一定的误差,整体预测结果具有较高的精度,大大减少了流场预估的计算量。     

基于ABAQUS的金属板料激光冲击成形数值模拟

在激光冲击波加载转换模型的基础上,以有限元分析软件ABAQUS／CAE为平台,对圆形板料进行了直线形轨迹和圆形轨迹多点冲击成形的数值模拟,探索了冲击轨迹、应力分布和板料变形之间的相互关系。数值模拟分析表明,对圆形板料进行多点冲击成形时,选择圆形轨迹是最佳的。根据模拟结果对铝合金板料试样进行了无间隔冲击成形的实验,获得了和数值模拟相同的成形结果,模拟和实验结果一致性较好。     

一种改进的四面体网格质量优化算法

网格质量直接影响计算的精度和计算的效率,为了更好地提高离心泵边界网格质量,针对现有网格质量优化算法中网格质量衡量准则、目标函数以及求解算法不合理等问题,提出了一种基于优化光顺的网格质量优化算法.该算法在提出一种新的四面体质量衡量准则并验证其合理性的基础上,建立了一个新的基于优化光顺的目标函数,并在求解目标函数最小值过程中,采用点态松弛技术将求解全局最小值问题转化为求解一系列局部最小值问题,应用变尺度算法求解非线性函数的局部最小值,以提高算法效率.数值试验结果表明,优化前网格中单元质量最小值为0.005 2,平均值为0.510 5,且在叶轮的进口边处在大量的劣质单元;采用本文算法优化后,网格中单元质量最小值为0.058 4,平均值为0.585 0,网格中的最差单元质量得到了显著提高,该算法能够较好地提高边界处和整体网格质量.     

基于模糊多准则算法的收割机搅龙叶片机械加工研究

搅龙叶片属于复杂的曲面机械零部件,其机械加工是一个复杂多元素作用的复合过程。为了提高搅龙叶片机械加工的精度,提出了一种基于CAD和PRO/E软件的叶片加工走刀轨迹的仿真优化方法。该方法利用CAD提取搅龙叶片型面的关键点。在搅龙叶片型面数据点提取的过程中,会产生大量的加工控制点,为了对控制点进行优化筛选,提出了一种模糊多准则算法,实现了叶片的机械加工决策和优化由经验型向理论指导型的转变。在PRO/E软件中,对提取得到的关键点进行了建模,得到了叶片的型面,将型面进行合并得到了搅龙叶片的曲面实体,最后对实体进行走刀轨迹仿真,得到了搅龙叶片的机械加工精度,并将模糊多准则算法和非模糊多准则算法控制下的机械加工精度进行了对比。对比结果表明:模糊多准则算法可以有效地提高收割机搅龙叶片的机械加工精度。