摘要：在逆向工程和计算机图形学中,由于扫描的数据存在噪点,为了便于后期处理,在使用前要对其进行光顺处理。通过对网格双边过滤法的研究,提出了改进的方法。通过网格顶点及其邻域点拟合一张曲面,对每一个邻域点构造一条抛物线,利用该抛物线计算出新的距离,得到新的光顺公式。经过软件测试,新的光顺公式能够更好的对网格进行光顺,同时保留网格图形的特征。实验结果证明,使用拟合的曲面来局部逼近已有的未知曲面能比使用平面逼近已有的未知曲面得到更好的保特征效果。

摘要：网格纹理平滑技术要求既能保持模型大尺度结构特征又能去除模型小尺度纹理.然而当模型小尺度纹理与噪声相差较大时,大多数网格光顺算法会将网格纹理识别为特征加以保持,而无法有效将其去除;现有的基于谱分析的网格光顺方法尽管能有效去除网格纹理,但又无法同时保持模型大尺度结构特征.为解决该问题,本文提出一种基于混合频谱信号编码的低通过滤网格纹理平滑算法.首先采用基于视觉感知的特征识别方法,准确区分模型大尺度与小尺度特征.然后,基于顶点特征尺度,采用差异性频谱信号编码的方式进行几何信息重建,最终实现在保持网格模型大尺度结构特征的同时有效去除小尺度纹理.算法解决了现有网格光顺方法在模型小尺度纹理特征与噪声有明显区别时,无法有效去除纹理的问题;并且也解决了现有基于谱分析的网格光顺方法无法在去除模型小尺度纹理的同时,又能保持模型大尺度特征的矛盾.实验结果验证了算法的有效性.

摘要：针对现有的特征检测算法大多数基于微分几何量,对噪声比较敏感、运行速度比较慢、对于过渡特征处理得不够理想的问题,提出一种基于稀疏性优化的网格特征检测算法.该算法主要包括3个过程:首先利用带l1范数稀疏性约束项和l2范数误差项的Laplacian能量函数对网格进行光顺,得到光顺后网格顶点的移动距离;然后根据顶点的移动距离提取初始特征点;最后对提取的特征点进行后处理,使得特征点更为完整.其中,l1范数稀疏性约束项用来约束发生移动点的数目;l2范数的误差约束项用来控制光顺后模型的退化程度.该算法易于实现,能够处理尖锐特征、弱特征和过渡特征.与基于微分几何量的特征提取方法相比,文中算法不仅简单有效、运行时间短,而且提取的特征线也更好.

摘要：在现有曲面非结构网格生成法的基础上 ,提出了一种新的曲面网格生成法———多点择优推进阵面法 .它可在曲面上直接进行三角形网格划分 ,克服了映射法的网格变形问题 ,并且可以在网格生成结束后 ,对曲面网格直接进行Laplace格点松弛光顺 .该方法使用简单 ,不受曲面块类型的限制 ,且网格质量高 ,可以为三维非结构网格生成提供高质量的初始阵面 。

摘要：为解决传统的修边线预示方法在三维复杂零件修边线求解过程中所存在的诸多困难,在一步逆成形法的理论基础上,提出一种以单元层的方式进行初始几何展开的方法,将需要翻边的网格按节点相邻单元关系逐层展开到三维凹模面上,采用滑动约束面的办法对上一步展开的网格进行光顺处理,来消除重叠或畸形网格,从而得到一步逆成形法所需的三维初始解网格,经过一步逆成形法的塑性迭代求解计算能够快速获得精确的三维复杂零件修边线。先选取一个带有翻边的零件预示出其修边线,用该修边线所确定的初始板料进行翻边成形过程仿真,成形模拟后零件的翻边高度与设计高度进行对比,误差满足要求,再选取一个典型的预示修边线的实例对该算法进行验证,模拟值与试验值相比较的结果同样满足工程实际要求,表明该算法具备了足够的求解精度并且可以处理复杂形状的零件。

摘要：航空扩口导管的轴向收缩量是影响管路装配质量的重要因素,对于扩口段轴向长度不合格的管件,只能凭工人经验现场调整。常用的有限元法需多次模拟才可求得轴向收缩量,效率较低。自主开发扩口管一步逆成形程序,提出径向投影法获得初始解,并采用网格光顺算法提高初始解精度,经全量理论的塑性迭代获取初始管坯尺寸,从而在几秒内快速预测出精确的轴向收缩量,为设计阶段管坯尺寸的确定提供依据。将扩口管一步逆成形程序的轴向收缩量预测过程与商用有限元软件LS-DYNA、Abaqus对比,一步逆成形程序极大地简化了前处理操作,提高了计算效率。选取多个不同规格的典型航空用导管进行冲压扩口成形试验,一步逆成形程序模拟量相对于试验值的误差在6.33%以内。扩口管一步逆成形程序计算速度快,求解精度高,可准确预测扩口管轴向收缩量,具有工程应用意义。

摘要：针对增量法模拟导管扩口成形计算时间长和前处理操作相对繁琐的问题,基于一步成形法自主开发导管扩口成形快速模拟程序。该程序采用三角形单元划分管坯网格,提出法向投影法将管坯节点投影至预设的模面网格上获得扩口导管初始解,并通过网格光顺算法提高初始解精度。经塑性全量理论的迭代方法获取了扩口导管尺寸,并快速计算出了管件的厚度和应变分布,为管路前期设计提供了依据。选取一典型航空扩口导管,比较导管扩口成形快速模拟程序、商业化有限元软件LSDYNA、ABAQUS/Explicit及冲压扩口成形试验这4种不同方法得到的成形管件厚度分布及应变分布情况。结果表明,该快速模拟程序计算精度高、计算速度快、操作便捷,可用于航空导管扩口成形快速模拟,缩短设计周期。

摘要：背景:由于医学CT体数据存在各向异性的特点,导致CT序列图像重建网格模型时产生阶梯表面,从而影响后续的医学诊断。目的:利用数字几何处理技术重建个性化骨骼模型。方法:首先基于互信息的图像配准算法对骨骼CT序列图像进行配准,接着使用图像分割提取骨骼轮廓集并转化为三维点云,然后使用高斯加权的主成分分析方法估算点云法向量并对点云进行三边滤波去噪,最后对点云进行自适应圆球覆盖及网格化处理,完成个性化骨骼模型重建。结果与结论:文章所提的方法可以生成光顺的个性化骨骼表面网格模型,所形成的三角网格形状规则且自适应分布,可以为计算机辅助制造、有限元分析及3D打印提供准确的三维模型。