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《宁波大学》 2017年
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基于STL模型注塑模CAE表面网格划分技术的研究

汪俊辉  
【摘要】:随着制造业市场环境的巨大变化,市场竞争越来越激烈。制造商们不得不着眼于缩短新产品的开发周期,降低制造成本,从而快速占领市场、提高企业竞争力,其中最为关键的是模具的快速低成本开发。注塑模CAE技术可以验证模具设计的合理性,改善模具质量,缩短开发周期。由于网格划分质量的优劣严重影响CAE分析结果的准确性,因此有必要建立合理且具有高质量网格的数值分析模型。由于STL文件是当今绝大部分CAD软件的数据接口标准文件,本论文提出并进行了基于STL网格模型表面网格划分技术的研究,同时研究了基于STL网格模型的分层切片算法,该算法是快速成型的关键技术之一。本论文采用STL格式文件作为统一的数据接口,利用VC++6.0和OpenGL图形接口技术实现了STL网格模型的读取,同时进行模型冗余信息的消除以及拓扑关系的建立,并在此基础上实现了模型的可视化以及动态变换操作功能。通过分析基于边和基于面的STL网格模型特征边的提取算法,综合两者的优点,提出了一种新的STL网格模型特征边的提取算法,并将该算法与其他的特征边提取算法进行了完整性与时间效率的分析比较。分析结果显示,本文算法具有较好的鲁棒性和高效率。为实现三维立体表面网格的生成,本文提出了一种改进的平面域Delaunay三角形网格划分算法。首先实现STL网格模型的表面分割,其次将分割表面映射至二维平面,然后利用改进的平面域Delaunay三角形网格剖分算法完成了网格划分,并采用Laplace光滑算法进行网格优化,最后将平面网格反映射回分割表面最终实现了STL网格模型的表面网格划分。在对现有的分层切片算法的分析的基础上,本文提出了一种基于STL网格模型特征信息的等厚分层以及自适应分层切片改进算法,并将其与其他的分层算法进行了时间效率的分析比较。通过上述基于STL网格模型的一系列研究,实现了注塑模CAE表面网格的生成,为注塑模CAE分析奠定了良好的基础。同时拓展了STL网格模型的应用,实现了快速成型技术中的分层切片关键技术。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ320.52;TP391.7

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