基于反求工程的曲面造型方法的研究

摘要

反求工程是一个将反求思维应用于工程实践的创新过程，是针对消化、吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合，其目的是为了改善技术水平，提高生产率，增强经济竞争力。随着CAD、CAM、CAE、PDM等先进技术在各个领域的深入应用，新技术发展对企业的设计层提出了更高的要求，而维系由计算机和NC组成的先进制造技术体系的关键是产品的信息模型。 本文通过对反求工程的关键技术、研究热点等有关问题的阐述和研究，讨论了在不同的应用领域、不同的反求对象的设计特点，对曲面造型的方法、原理、建模特点等重要问题进行研究。通过实例分析，提出了自己的学术观点和学术见解。 在对曲面造型理论研究的同时，重点对工程三视图或复杂曲面三视图反求产品模型进行创新研究。根据参数化特征造型的特点和工作方式，为企业如何利用这些现有产品的资源重建三维形体，采用产品数据管理技术、成组技术、虚拟制造、并行工程等先进技术和管理方法奠定基础，从根本上改变传统三视图审视设计图纸的思维与观察方式。将模糊数学理论应用到曲面品质分析，为曲面设计和制造提供有效的评价方法，为曲面造型方法的进一步研究、创新和发展奠定基础。 本文共分6章，主要内容如下。第1章概述反求工程研究背景和设计模式，对反求工程中的关键技术、曲面造型在国内外发展现状及趋势、反求工程技术的研究热点进行分析论述； 第2章综合反求工程建模的应用特点，从曲面造型技术、曲线曲面的拼接、求交及光顺处理等几个方面，对曲面造型理论进行研究、分析； 第3章从工程图学的角度出发，结合曲面造型技术，对自由曲面体的生成、特点等方面进行分析并建立相应的模型。提出基于现有产品的三视图，重建曲面模型的一种新思想。从根本上改变了传统三视图审视设计图纸的思维与观察方式，将三视图转换为具有渲染性质的3D图，从而加快实现产品的创新设计； 第4章通过实例对Class-A曲面建模基础、曲面生成及修改功能，对测量点的处理、过滤等方面加以论述，构建某车身后翻门的特征线； 第5章对曲面品质的分析方法进行分析，提出了运用多目标多级模糊理论，建立曲面品质分析的综合评价方法，为曲面造型方法的进一步研究、创新和发展奠定了一定的基础； 第6章通过对曲面造型理论的研究与实践，得出自己的研究结论并对今后的曲面造型方法研究提出建议。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1反求工程的含义

1.1.2反求工程的应用领域及设计类别

1.1.3反求工程的设计模式

1.2曲面造型在国内外研究与发展现状

1.2.1反求工程中的关键技术

1.2.2曲面造型方法的发展趋势

1.2.3反求工程技术的研究热点

1.3本论文主要研究内容和工作

第二章曲面造型的构建基础及方法

2.1曲面重建技术

2.2曲面拟合方法的选定

2.3三角曲面拟合技术

2.3.1三角曲面分块重构

2.3.2曲面转换

2.4曲面模型的数学基础

2.4.1 Bezier法拟合曲线曲面

2.4.2 B样条方法拟合曲线曲面

2.5曲线曲面的拼接

2.5.1拼接的数学基础

2.5.2曲线曲面连续拼接的应用

2.6曲面求交

2.6.1曲面求交的基本概念

2.6.2参数曲面求交的基本方法

2.7曲线曲面的光顺处理

2.7.1曲线曲面光顺的基本问题

2.7.2曲线的光顺处理

2.7.3曲面的光顺处理

2.8实体建模方法的应用

2.9小结

第三章基于二维信息的模型重建

3.1基于几何特征及约束的造型方法

3.2工程三视图构建信息模型

3.3车身外形三视图构建信息模型

3.3.1车身曲线曲面的特点

3.3.2车身曲面分块

3.3.3车身曲面重构

3.4小结

第四章基于测量点的设计方法

4.1 Class-A曲面建模基础

4.1.1曲面造型过程

4.1.2曲面的技术要求和生成方法

4.2数据的处理

4.3铺面及修补

4.4截面轮廓曲线

4.5曲面特征线的建立

4.6小结

第五章曲面品质综合评价方法

5.1曲面光顺品质的分析方法

5.1.1基于曲率的方法

5.1.2基于光照模型法

5.2光顺品质分析方法综合应用

5.3重构曲面的品质评价

5.3.1车身设计中对曲面的要求

5.3.2多层次模糊评价法

5.3.3重构模型的模糊评价

5.4小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢

个人简介

攻读博士学位期间所做的工作