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《西南交通大学》 2005年
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机械零件反求建模关键技术研究

田怀文  
【摘要】:结合反求工程(RE)技术、CAD技术和快速原型(RP)技术构建现代产品开发设计平台,实现机械产品数字化设计和快速设计,有着重要的现实意义和广阔的应用前景。以反求工程中的三维数字化技术和表面重建技术为基础,建立智能化的机械零件建模系统,构建产品CAD模型是本平台系统的核心。这一问题的有效解决,将为机械产品的改型、创新及快速设计提供一条有效途径;同时,对于提高设计能力,缩短设计周期,提高设计质量,起到十分关键的作用。 本文围绕建立面向再设计的机械零件反求建模平台目标,从现有物理模型开始,以层析测量手段为基础,以表面重建和特征识别技术为支撑,构建一个快速的机械零件反求建模闭环系统。同时,针对机械零件实物反求建立CAD模型的若干关键问题,进行深入探索研究,提出了一些新的或是改进的处理策略和处理方法,丰富了机械零件反求建模的相关理论和处理技术。 首先,针对层析测量表面数字化技术,探讨了图象边沿轮廓提取和矢量化处理技术,获取以数据环形式表达的断面轮廓图形。同时提出了基于动态正方形域的自适应的轮廓追踪算法。以动态正方形域为搜索空间,利用轮廓相邻线段之间的有向角作为搜索算子,缩短了算法搜索时间,保留了断面轮廓微小结构特征,解决了获取平面空间散乱点集最小面域的问题。 其次,以带约束的面域剖分和相邻断面轮廓层间剖分为基础,研究建立面向平行截面轮廓数据点的空间三角剖分算法,并重点探讨了相邻层上对应轮廓数据环之间的分段剖分问题。为此,提出了轮廓特征点计算方法和基于特征点的断面轮廓图形形状分析方法,同时通过建立过渡环和附加面域的方法来处理相邻的突变截面。该算法避免了在平行截面轮廓之间进行三角网连接剖分时产生扭曲、相交等失真状态,同时也拓展了三角剖分方法的适用范围,可实现对具有分叉、孔洞、凹槽、凸起等结构特征的零件内外表面的完整三角剖分。 第三,研究提出了基于几何特征和着眼于光滑区域的分段策略。在离散点集三角网基础上,建立基于顶点位置矢量和法矢量的几何属性分段标准,实现对零件表面结构中平面片和曲面片的分段识别。同时,针对曲面片的分段识别,提出了基于顶点法向距离符号量的判断准则及计算方法,利用表面顶点处的切平面与其周围邻域内的顶点之间的位置关系来判断凸凹性,完成对于具有单一凸凹性质的曲面区域内的三角形面片的聚类划分。这种分段方
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH122

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 方黎勇;基于ICT切片图像的零件内部缺陷三维重构关键技术研究[D];西南交通大学;2009年
2 张金萍;基于特征的通用工件立体识别及其关键技术的研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 唐治;机械零件反求建模测控平台设计[D];西南交通大学;2007年
2 张瑞;反求工程技术在汽车转向助力泵定子建模中的应用[D];西安科技大学;2008年
3 彭亮;逆向工程中三维测绘系统的研究与开发[D];西南交通大学;2008年
4 李小龙;铸造缺陷的三维重构及其对铸件服役性能的影响[D];南昌大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 成基华,范玉青;二维有限元网格全自动生成[J];北京航空航天大学学报;1995年03期
2 祁大勇,韩月秋;一种快速图象中值滤波算法[J];北京理工大学学报;1996年04期
3 付丽琴,陈树越;一种改进的边界轮廓矢量化算法[J];测试技术学报;2002年04期
4 成基华,范玉青;基于栅格和三角形拓扑的快速优化构网方法[J];工程图学学报;1999年04期
5 纪凤欣,欧宗瑛,秦绪佳,侯建华;基于Delaunay三角剖分的层析图像离散数据表面重建算法[J];工程图学学报;2001年02期
6 王英惠,赵汝嘉,栗全庆;基于CGI测量法的逆向工程[J];工程图学学报;2002年01期
7 王宗彦,梁远蕾,李奇敏,张亚明;断层数据三维重构技术的研究进展[J];工程图学学报;2002年01期
8 王宗彦;基于ICT和RP&M技术的产品快速反求系统研究[J];华北工学院学报;1999年04期
9 张亚明,王宗彦;断层数据的三维重构技术研究[J];华北工学院学报;2003年04期
10 陈燕新,戚飞虎;一种新的提取轮廓特征点的方法[J];红外与毫米波学报;1998年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫四玉,龚志强,揭小平;基于特征的注射模型芯型腔自动创建实现方法[J];工程塑料应用;2003年11期
2 蔡家斌;武淑娟;贺莹;邱望标;;基于反求工程的贵州少数民族建筑文化遗产保护[J];四川建筑科学研究;2008年04期
3 吴和生;谈谈《经济数学》教学幻灯片的制作[J];安徽广播电视大学学报;2000年01期
4 黄端旭;罗斌;;3-D图象压缩编码的一种新方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1990年02期
5 罗斌;灰度图象的惯性主轴方向特征[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年04期
6 罗敏雪;根据椭圆共轭直径绘制椭圆曲线的算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年03期
7 余景平,沈鹏程,路观平;图形化技术在连拱坝结构静动力反应分析中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1995年Z1期
8 汤广来;钢筋混凝土框架结构 CAD 系统的研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1997年01期
9 杭后俊;;单叶双曲面、二次锥面/球面统一求交算法[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年05期
10 罗传松;区域填充调和色算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 赵卫东;李鉴轶;张美超;林斯萍;;利用逆向工程技术开展脊柱三维稳定性测试的研究[A];第八届全国生物力学学术会议论文集[C];2006年
3 陆声;徐永清;师继红;张元智;李严兵;范泉水;;计算机辅助导航模板在下颈椎椎弓根定位中的研究和临床应用[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
4 林伟青;;自由曲面多传感器集成测量关键技术研究[A];福建省科协第四届学术年会提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
5 邱望标;冯代伟;余利娅;;基于反求工程的贵州少数民族文物保护与开发[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
6 汪荣峰;姜振东;张海波;;一种随机光滑曲线的生成方法[A];计算机模拟与信息技术会议论文集[C];2001年
7 郭培源;苑康强;陈文华;陈岩;;基于实时操作系统μC/OS-Ⅱ的嵌入式智能网关GUI设计实现[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
8 刘春江;陈辉;商蕾;;基于Creator/Vega的柴油机可视化实现与特技效果设计[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
9 刘御卿;刘向明;;拓宽机械设计及制造专业,培养高新技术的复合型人才[A];第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1 教学论文)[C];1995年
10 罗庆生;韩宝玲;;试论机械设计课程设计内容和方法的改革与创新[A];第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1 教学论文)[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
2 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
3 陈荣;一种PBX炸药试样在复杂应力动态加载下的力学性能实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 谭正华;三维可视化环境下采矿设计与生产规划关键技术研究[D];中南大学;2010年
5 郑惠江;在机检测中曲面拓扑特征重建和检测点分布关键技术研究[D];天津大学;2010年
6 朱嘉;基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D];天津大学;2010年
7 王奇峰;修复牙牙弓线提取及磨牙冠数控加工关键技术研究与实现[D];南京航空航天大学;2009年
8 邱彦杰;反向工程中自动精确模型重建的关键技术研究[D];上海交通大学;2011年
9 李宝;三维点云的鲁棒处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 左志权;顾及点云类别属性与地形结构特征的机载LiDAR数据滤波方法[D];武汉大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宝宽;正畸三维测力装置的设计与牙周应力分析系统的建立[D];南京医科大学;2009年
2 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
4 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 任丽君;基于嵌入式应用的指纹识别系统研究与设计[D];苏州大学;2010年
6 叶鹏;基于机器视觉的黑片缺陷检测图像特征提取技术研究[D];沈阳理工大学;2010年
7 吴守春;逆向工程中特征提取及形状识别研究[D];浙江大学;2011年
8 韦冰;手绘复杂雕刻图案的矢量化研究[D];中南林业科技大学;2007年
9 张智轶;基于图像处理的燃烧物识别技术的研究[D];东华大学;2011年
10 张华;复杂三维目标的二次曲面几何建模[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙福辉,席平,唐荣锡;复杂产品集成逆向工程系统及其关键技术[J];北京航空航天大学学报;2001年03期
2 丁辉;付梦印;;基于相位角点检测的特征匹配研究[J];北京理工大学学报;2006年11期
3 邱慧敏,杨济安;B样条函数与图象边缘检测[J];重庆邮电学院学报;1999年04期
4 黄永平,侯若辉;光栅尺速度和位移检测仪的研制[J];长春邮电学院学报;1999年01期
5 崔彦平;林玉池;黄银国;;回转体目标空间三维姿态测量方法研究[J];传感技术学报;2007年01期
6 谢东海,詹总谦,江万寿;改进Harris算子用于点特征的精确定位[J];测绘信息与工程;2003年02期
7 莫德锋;何国求;胡正飞;张卫华;;孔洞对铸造铝合金疲劳性能的影响[J];材料工程;2010年07期
8 秦香英,黄亚飞,刘伟铭;基于不变矩和小波神经网络的标志识别方法[J];长沙交通学院学报;2005年02期
9 曹玉玲,陈存柱;铸件的工业CT三维检测技术[J];CT理论与应用研究;2003年03期
10 ;2004年度“CT科技与三维成像学术年会”综述[J];CT理论与应用研究;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 吕震;反求工程CAD建模中的特征技术研究[D];浙江大学;2002年
2 罗小宾;机械产品图像识别技术及其在反求设计中的应用研究[D];四川大学;2004年
3 陈向伟;机械零件计算机视觉检测关键技术的研究[D];吉林大学;2005年
4 王静;面向复杂产品的工业CT图像重建与分析技术[D];西北工业大学;2004年
5 李岸;反求工程中一类规则曲面特征提取关键技术研究[D];浙江大学;2005年
6 王彦臣;基于多尺度数字X光图像增强方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 赵秀阳;复合材料三维重构及力学性能的有限元数值分析[D];山东大学;2006年
8 于海滨;基于头部特征提取的人体检测与跟踪及其应用[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王静;产品层析图像的轮廓匹配技术研究[D];西北工业大学;2001年
2 张金萍;反求工程中重构精度的研究及其在凸轮反求设计中的应用[D];昆明理工大学;2002年
3 黄学钢;反向工程中旋转面重建的算法研究[D];大连理工大学;2003年
4 王涛;基于ICT仿真技术的涡轮叶片数字样品缺陷检测研究[D];西北工业大学;2003年
5 张利国;图像检测技术与切屑形态识别技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2002年
6 盛国芳;SAR图像去噪与分割算法的研究[D];西安电子科技大学;2003年
7 葛晓阳;定子曲线的反求和汽车动力转向泵噪声控制[D];沈阳工业大学;2003年
8 李东泽;反求工程曲面重构技术研究[D];大连理工大学;2003年
9 彭伟;逆向工程中的NURBS曲面重构研究[D];南京理工大学;2004年
10 王庆胜;航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 郭春庭;轮毂外形识别方法的研究与实现[D];燕山大学;2012年
2 王卫东;基于RE技术的塑料产品成型研究[D];电子科技大学;2011年
3 王晓梅;家用电动车后备箱逆向工程建模及模具设计[D];西安工业大学;2012年
4 彭亮;逆向工程中三维测绘系统的研究与开发[D];西南交通大学;2008年
5 孙科;机械零件测绘建模自动化系统研究[D];西南交通大学;2009年
6 徐维;工业CT图像弱边缘检测方法研究[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宗彦,蒋谢明,张铁昌;基于扫描工程图的参数化设计研究[J];兵工学报;1998年04期
2 成基华,范玉青;二维有限元网格全自动生成[J];北京航空航天大学学报;1995年03期
3 李新;;一个任意平面区域的三角元自动剖分法[J];电工技术学报;1991年04期
4 周辉,李涛,邢启江,欧宗瑛;数字曲线的线性逼近和分段识别[J];大连理工大学学报;1997年05期
5 王宗彦;基于ICT和RP&M技术的产品快速反求系统研究[J];华北工学院学报;1999年04期
6 梁远蕾,王宗彦;基于断层数据的三维重构技术[J];华北工学院学报;2002年01期
7 陈燕新,戚飞虎;一组用于识别平面多边形的射影不变量[J];红外与毫米波学报;1998年02期
8 陈月林,王平江,朱建新,周济;基于曲率的轮廓精确分段技术[J];华中理工大学学报;1995年06期
9 赵明涛,乐开端,赵宏,谭玉山,王裕文;层析三维测量图像边缘检测的研究[J];激光与红外;1998年01期
10 唐朝伟,梁锡昌,邹昌平;三维曲面激光精密测量技术[J];计量学报;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周赫赫,单忠德,梁剑江,颜永年,徐人平;基于反求工程和快速原型的模具制造技术[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2001年04期
2 田怀文;郭仕章;;反求建模中常见二次曲面拟合方法[J];西南交通大学学报;2007年05期
3 饶锡新;柳和生;杨义;施冬秀;;机械零件磨损量评定的数字化模型获取[J];应用基础与工程科学学报;2008年01期
4 曹银锋,钟志华;仿真用材料参数的反求工程[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年S1期
5 吴卫东,刘德仿;反求工程中的点云数据采集[J];航空制造技术;2004年11期
6 王强;;小波变换在ICT图像边缘检测中的应用[J];成都电子机械高等专科学校学报;2010年01期
7 陈红毅;李东如;;三坐标测量机在反求工程中的应用[J];装备制造技术;2010年10期
8 金涛,单岩,童水光;反求工程中三坐标机与CAD/CAM系统的数据交换[J];机电工程;2000年03期
9 单东日;基于特征与约束的反求工程参数化建模体系及关键技术研究[J];机械科学与技术;2005年05期
10 魏铁华;;创造性思维与创造技法讲座(三)[J];水利电力机械;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯欣明;赵鹏飞;;机械零件检测质量的提高与误差原因分析[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
2 宋志俭;管延锦;李辉平;王广春;赵国群;;基于反求工程和激光快速成型技术的新型车轮开发[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
3 宋志俭;管延锦;李辉平;王广春;赵国群;;基于反求工程和激光快速成型技术的新型车轮开发[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
4 杜建红;张红兵;况定科;;基于反求工程的复杂曲面产品CAD/CAM研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
5 张洋;岳东杰;朱邦彦;;基于B样条曲面拟合的文物表面重建方法研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 刘同海;;从技术引进的角度谈谈反求工程[A];第二届全国称重技术研讨会论文集[C];2000年
7 段鸿杰;牛铭;;解决机械零件结构疲劳的可靠性设计中几点思路[A];2010年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第二次全体委员大会论文集[C];2010年
8 隋连升;王晓强;蒋庄德;;基于特征线的复杂曲面反求工程中的CAD建模技术[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
9 马正元;杜丽敏;靳国旺;;基于反求工程的自由曲面建模[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
10 张定华;赵歆波;;基于数字样品虚拟测量的反求工程CAD建模技术[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山西焦煤集团西曲矿 覃志勇;浅论机械零件的设计与选材[N];山西科技报;2005年
2 本报记者  刘碧玛;彭兴礼:开拓中国特种修理业[N];科技日报;2006年
3 李文;北京奥宇可鑫助力节能减排[N];中国环境报;2008年
4 ;机械零件防锈蚀材料及处理方法[N];中国建材报;2003年
5 张东风;从模仿创新到同场竞技[N];中国企业报;2006年
6 周祺 译;发掘废旧之美 重塑机械艺术(下)[N];中国黄金报;2006年
7 阿明;医学检验仪器出现故障的原因[N];农村医药报(汉);2007年
8 张弘弢;彭兴礼:机械零件修复“专科医生”[N];大众科技报;2004年
9 李宁(商报记者) 沈旭波(机工出版社);曲彩云:拿破仑一定对吗[N];中国图书商报;2006年
10 徐锋 吴琼;奇瑞QQ:你的?我的?[N];科技日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田怀文;机械零件反求建模关键技术研究[D];西南交通大学;2005年
2 周筠;面向生物医学仿真的表面重建和四面体化技术研究[D];中南大学;2012年
3 刘云峰;基于截面特征的反求工程CAD建模关键技术研究[D];浙江大学;2004年
4 孙玉文;面向快速原型制造的反求工程关键技术研究[D];大连理工大学;2000年
5 蔡勇;基于核机器学习方法的点云处理若干方法研究[D];西南交通大学;2006年
6 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
7 唐占红;反求工程中复杂轮廓的无歧义三维重建及其相关算法研究[D];兰州理工大学;2011年
8 龚振宇;基于反求及快速成型技术的颌骨畸形整复的临床应用研究[D];第四军医大学;2004年
9 成思源;基于可变形模型的轮廓提取与表面重建[D];重庆大学;2003年
10 肖双九;反求工程中三角网格划分及其应用的关键算法研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐治;机械零件反求建模测控平台设计[D];西南交通大学;2007年
2 赵作智;基于非均匀有理B样条(NURBS)的曲面反求的研究[D];清华大学;2000年
3 苏海;反求工程在工业设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2002年
4 马英军;船用低速柴油机排气阀阀杆与转翼的几何反求研究[D];大连交通大学;2010年
5 张金萍;反求工程中重构精度的研究及其在凸轮反求设计中的应用[D];昆明理工大学;2002年
6 张海舰;基于变形轮廓的自由曲线曲面重建[D];广东工业大学;2005年
7 赵岩;基于CMM的反求工程中若干关键问题的研究[D];沈阳工业大学;2004年
8 冯玮;反求工程中几何建模技术的研究[D];武汉理工大学;2003年
9 刘艳;基于结构光测量技术的自由曲面反求工程关键技术的研究[D];河北工业大学;2000年
10 沈继刚;反求工程在复杂冲压零件及成形模具设计中的应用研究[D];重庆大学;2003年
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