摘要：为建立钢丝绳网的细观三维实体模型并实现模型的参数化.以钢丝绳网中的单根钢丝绳作为基本单元,采用坐标变换理论首先建立了包含钢丝绳芯丝和侧丝的三维几何参数模型;再根据各钢丝绳间的编织关系,建立了钢丝绳网的几何参数模型;最后,以所建立的几何参数模型为基础,采用Pro/E完成了钢丝绳网的三维造型设计.研究结果为可为钢丝绳网的力学特性分析及强度、结构参数优化的前期基础工作提供参考.

摘要：在包装机械设计领域,探索数学方法的融合应用,能够强化设计的逻辑性和理论支撑,从而显著提升设计效果。从包装机械设计的实践出发,分析了数学方法在包装机械设计中的应用价值,探讨了数学方法在包装机械设计中的实践应用情况,旨在提高包装机械设计的整体质量,推动该领域向规范化、标准化及创新化方向发展。

摘要：针对排爆机器人使用和训练的需求，设计并实现了一套排爆机器人虚拟仿真训练系统。首先分析了排爆机器人的常见结构，针对一种通用结构设计的排爆机器人设计了仿真训练系统的结构，并对仿真系统的几何建模、运动模型和碰撞检测进行了分析，最后实现了排爆机器人虚拟仿真训练系统。该系统使操作手能够熟悉并掌握排爆机器人的操作。

摘要：针对概念设计阶段机翼设计需要大范围探索设计空间并进行气动结构一体化设计的需求,提出一种基于类别/形状变换函数(class-shape function transformation,CST)的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法。在二维CST基础上,推导三维CST参数化几何模型的解析函数形式,通过网格自适应离散与结构特征提取技术建立了三维机翼的气动和结构解析参数化模型,能够同时支持包括机翼几何构型、结构布局、结构尺寸、材料属性等参数的气动结构一体化快速建模与优化求解,具备几何模型大范围参数化以及气动、结构模型的建模过程自动化能力。采用该方法对某大展弦比机翼开展气动结构一体化优化设计,对比固定结构布局优化方案,优化结果梁由2个减至1个,翼肋由20个减至15个,质量相比减少26.1%。

摘要：齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题:(1)成形刀具的设计困难,刀具参数靠试凑法确定;(2)加工过程中刀具的位姿调整费时费力。文中分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工过程的几何模型和刀具刀刃回转面的几何模型,推导出刀具几何参数与加工过程中刀具位姿参数的关系表达式,为刀具设计和位姿调整提供了理论基础。在P ro/E环境下,应用P ro/TOOLK IT开发工具,开发了刀具参数计算及加工仿真系统,为刀具的设计及倒角加工机床的调整提供了软件工具支持。

摘要：进气道能够捕获来流,按一定流量、流速和畸变向发动机供气.作为飞机推进系统的起始部件,进气道直接影响飞机发动机的工作效率、性能和安全性.针对进气道自由曲面构型的特点,提出基于曲率指导的B样条进气道几何设计方法.首先给定控制点、节点数据,构造C2光滑约束的B样条关键截线,避免产生台阶效应而影响进气道性能;其次将计算过渡截线的离散点坐标,转化为利用过渡截线导数值反求所对应的B样条曲线,减小在复原曲线过程中计算离散点带来的累积误差;最后将上述B样条曲线拟合为B样条张量积曲面结构,减少格式转换造成的信息损失.该方法已集成在某型号进气道建模系统中,可快速、交互式地完成由任意进气口截线到出气口截线的光滑过渡.实验结果表明,建模得到的进气道曲面结构精确性较高、通用性较好,一定程度上减少了对国外相关CAD航空工业软件的依赖,可以为后续基于数值优化的几何设计与流体仿真一体化提供技术支撑.

摘要：针对增材制造模型高硬度和高抗断裂韧性不可共存的问题,受自然界多级生物体结构的启发,提出了一种多级晶格结构建模方法。设计了具有一定力学特性的晶格模型族,对多级体空间进行分级填充,采用等值面几何建模算法实现了晶格间的过渡连接与梯度设计;通过图片映射的方法,利用有限元分析结果来驱动晶格结构的孔隙率、尺寸等参数,多次迭代获得满足生物力学特性的模型。试验验证了该方法可以较好地控制多级晶格的弹性模量及其抗断裂韧性。将该方法运用到牙齿的设计中,取得了良好的效果。

摘要：介绍了计算制造,将制造过程中的定位与检测问题归纳为设计定位、加工定位、规划设置和构件定位四类定位问题,研究了几个定位问题的理论和方法,包括对称特征位形空间、基于位形空间的零件几何建模方法、工件定位算法、公差的数学定义及其评价算法等。

摘要：三周期极小曲面是一种隐函数表示的代数曲面,具有许多优良的性质.增材制造技术的快速发展极大地增强了复杂几何与拓扑结构的制造能力,三周期极小曲面作为几何建模工具越来越受到关注.首先,从数学表达、性质、应用以及几何设计方法等方面对三周期极小曲面的研究现状进行介绍;其次,对三周期极小曲面在力学、传热传质、组织工程和声学等方面的性能及相关应用进行总结,从几何建模方法的角度对三周期极小曲面进行分类梳理,将现有工作分为规则单元法、参数单元法、区域拼接法以及整体优化法4类,对各方法特点进行分析;最后,结合实际应用对该领域面临的挑战进行总结,并展望未来工作与发展趋势.

摘要：几何建模是虚拟手术仿真的重要部分,如何构建高精度的软组织模型和提高建模速度是目前该领域的研究重点.根据断层医学图像理论,提出一种高效和高质量的Delaunay四面体软组织建模方法——限定性Delaunay逐点递增插入法.首先在传统的Delaunay逐点递增算法上增加了有利于边界恢复的限定性条件,以减少Delaunay四面体建模过程中丢失边界的数量,较好地保证了模型的完整性;其次针对建模过程中丢失边界的问题,将局部变换法和边界恢复法相结合,在优化四面体模型的同时恢复丢失边界.算法分析和实验结果表明,该方法不仅提高了四面体建模的计算速度,还保证了模型的收敛性和完整性.