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基于UDF的船用柴油机关重件MBD快速建模技术研究

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基于UDF的船用柴油机关重件MBD快速建模技术研究

作者：黄中颢江苏科技大学

学位级别：硕士

随着“中国制造2025”的提出和“工业4.0”理念的普及,智能制造已经成为中国制造业的发展方向,产品信息数字化是实现智能制造的前提,应用基于模型定义(Model Based Definition,MBD)的技术理念是产品信息数字化技术发展的必然趋势,船用... 详细信息

随着“中国制造2025”的提出和“工业4.0”理念的普及,智能制造已经成为中国制造业的发展方向,产品信息数字化是实现智能制造的前提,应用基于模型定义(Model Based Definition,MBD)的技术理念是产品信息数字化技术发展的必然趋势,船用柴油机的制造正逐步应用智能制造技术,所以船用柴油机制造企业急需具备快速创建产品MBD模型的能力以满足日益增长的建模需求,从而使三维模型成为产品信息的唯一载体。因此,本文以船用柴油机关重件为研究对象,提出了基于用户自定义特征(User Defined Features,UDF)的船用柴油机关重件MBD快速建模方法,首先分析船用柴油机关重件的设计特征,构建船用柴油机UDF库;然后提出了三维特征快速联结方法,实现UDF快速定位;最后提出基于UDF的三维标注整合方法,以实现三维智能标注,满足MBD模型快速创建的需求。本文具体研究内容如下:(1)确立船用柴油机关重件MBD快速建模技术研究总体方案,阐述关键技术,明确系统工作方式和各功能模块间的数据体系。(2)研究船用柴油机关重件设计特征的造型特点,运用参数化建模技术构建自定义特征,研究模型参数管理机制,创建船用柴油机关重件特征库。(3)研究船用柴油机关重件自定义特征的定位过程,分析特征造型特点,根据辅助定位标识,提出自定义特征的快速联结方法。(4)分析三维标注生成规律,定义三维标注元数据,提出面向船用柴油机关重件的三维标注智能生成方法。基于上述研究,以NX为平台,开发船用柴油机关重件MBD模型快速建模系统,并以部分船用柴油机关重件的快速建模过程验证了本文所提出方法的有效性。

关键词： MBD 用户自定义特征特征标识快速建模三维标注

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LNG储罐快速建模及应用

LNG储罐快速建模及应用

作者：苏高尚哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着现代社会经济的高速发展，能源问题日益受到关注。常规能源煤炭、石油的大量使用造成过多的温室气体，因此发展新型环保能源极为重要。液化石油天然气是现在清洁能源利用的热点，其存放容器LNG储罐的安全性能极为重要，因此对其进... 详细信息

随着现代社会经济的高速发展，能源问题日益受到关注。常规能源煤炭、石油的大量使用造成过多的温室气体，因此发展新型环保能源极为重要。液化石油天然气是现在清洁能源利用的热点，其存放容器LNG储罐的安全性能极为重要，因此对其进行抗震研究具有重大意义。本文采用VC++软件编写LNG储罐外罐快速建模程序，基于ABAQUS对LNG储罐预应力混凝土外罐的等比例模型进行地震响应分析，究的具体内容如下：首先，对比各种数值模型的优缺点，采用ABAQUS提供的损伤塑性模型模拟混凝土的本构关系，通过参考工程实例，确定50000立方米LNG预应力储罐外罐的模型尺寸，采用降低温度的方法为钢筋有限元模型施加预应力，给出各种材料属性的取值，选取合适的模型分析单元。其次，基于VC++编写LNG储罐外罐快速建模程序，包括快速建立混凝土实体模型、预应力钢束和普通钢筋模型，并对其进行网格划分、材料属性输入、输入边界条件等，最终快速输出模型的INP文件与有限元软件ABAQUS对接。然后，对LNG储罐的预应力混凝土外罐模型进行模态分析，提取模型的前30阶模态。在此基础上，对LNG储罐预应力混凝土外罐进行8度罕遇地震下的反应谱分析，得到顶点位移和底部剪力。分析表明LNG储罐预应力混凝土外罐刚度较大。最后，使用时程分析方法分析LNG储罐预应力混凝土外罐在地震作用下的响应，选取EL-Centro波、迁安波、南京波和上海人工波最为地震输入，分别得出在每条地震波0.1g、0.2g、0.3g、0.4g峰值作用下结构顶点的位移、加速度随时间的变化变化情况，以及各时刻模型底部剪力值。分析表明，结构在0.4g加速度作用下仍处于弹性状态，说明LNG储罐外罐具有很好的抗震能力。本文编写了LNG储罐预应力混凝土外罐的快速建模程序，并评估了50000立方米LNG储罐预应力混凝土外罐的抗震性能。研究结果对实现LNG储罐的安全评估和、结构设计和国产化等方面有一定的帮助。

关键词： LNG储罐外罐 ABAQUS 快速建模地震反应时程分析

基于CATIA的梁桥快速建模的二次开发技术

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中外公路 2017年第4期37卷 203-205页

作者：王继红卢禹上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司安徽合肥230001

三维设计是桥梁设计发展的趋势,基于CATIA的骨架和模板的建模方式,利用VB开发出设计界面,可以快速生成梁桥的三维模型。该方法符合桥梁的正向设计流程,节省了建模时间,提高了设计效率,取得了良好的应用效果。

关键词： CATIA 梁桥快速建模二次开发

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基于MBD的飞机零件快速建模技术研究

基于MBD的飞机零件快速建模技术研究

作者：张信淋沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着网络信息化、计算机技术应用在飞机设计制造业的推广,以MBD技术为核心的研制模式已成为产品设计制造的必然趋势。本文针对重用率较高的飞机典型零件开展了基于MBD的飞机零件快速建模技术研究。该技术是在CAA-RADE和Visual Studio 2... 详细信息

随着网络信息化、计算机技术应用在飞机设计制造业的推广,以MBD技术为核心的研制模式已成为产品设计制造的必然趋势。本文针对重用率较高的飞机典型零件开展了基于MBD的飞机零件快速建模技术研究。该技术是在CAA-RADE和Visual Studio 2005搭建的环境平台上对CATIA进行二次开发,通过CAA程序实现MBD模型的的快速建立和MBD模型库的创建及管理,在此基础上初步实现MBD模型的重用。本文首先分析了飞机的总体结构和典型零件的结构特点,并以翼梁、钣金件、型材等为例,详细阐述了飞机零件参数化的建模过程,在已建立的飞机零件模型上通过三维标注技术完成模型标注信息、属性信息等非几何信息的表达,实现飞机零件MBD模型的建立;其次完成了飞机零件MBD模型库及其管理系统的创建,开发了模型的添加、删除和修改等管理功能,有效解决了模型数据的存储和预览问题,实现了系统和本地服务器的数据通信;在此基础上开发了模型的变型设计功能,通过参数、关系的添加和超级拷贝功能初步实现了模型的重用;最后集成了MBD模型的创建、MBD模型库、变型设计三大模块,完成了基于MBD的飞机零件快速建模系统的搭建,并以实例验证了系统的功能。本文对基于MBD的快速建模技术、模型库技术和变型设计技术有一定的改进和创新,对以后进一步的研究具有一定的借鉴意义。基于MBD的飞机零件快速建模系统的实现,缩短了产品研发周期,提高了设计效率,对提高我国飞机制造业的水平和国防建设能力具有重要意义。

关键词： CATIA 二次开发 MBD 快速建模模型库

运用栅格法实现任意多边形平板网架的快速建模及异型网架方案优化研究

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运用栅格法实现任意多边形平板网架的快速建模及异型网架方案优化...

作者：龙全北京建筑大学

学位级别：硕士

伴随着经济的快速增长和人们对于物质文化生活更高的追求,空间网架结构以其工业化程度高,结构性能良好,建筑造型优美等特有优势,得到了广泛运用。目前,由于网架结构建模及其计算的复杂性,工程设计人员都借助专业的网架设计软件来完成网... 详细信息

伴随着经济的快速增长和人们对于物质文化生活更高的追求,空间网架结构以其工业化程度高,结构性能良好,建筑造型优美等特有优势,得到了广泛运用。目前,由于网架结构建模及其计算的复杂性,工程设计人员都借助专业的网架设计软件来完成网架的设计。对于标准形式的网架结构,例如正放四角锥等等,目前所有网架设计软件能够实现网架的自动快速建模。而对于非矩形的平板网架,网架设计软件一般不能自动完成模型的快速建立,此时设计人员需要手工建立网架模型,而异型网架的模型建立非常费时费力,其建模过程占用了网架设计大部分时间,而且容易出错。本文将栅格法运用于任意多变形平板网架的快速建摸,在PKPM的SPASCAD空间建模软件上通过编程实现了：当指定任意多边形的边界点,以及网格排列方向时,程序自动生成以正方四角锥及三角锥为基本单元的平板网架模型。该程序大大提高了这类网架模型的设计效率,并为以后复杂异形网架的快速建模提供初步探索。网架优化一直是网架设计的一个重要环节,现有网架设计软件可以对网架构件进行满应力优化,而不能对网架结构进行高度优化,因此网架的高度的确定,往往需要设计人员凭自己的设计经验来定,该高度往往不是理论上的最优高度。本文下半部分分析了网架结构优化理论在实际工程运用中的局限性,并通过分析正放四角锥计算数据,并从实际工程的需要及实用性,提出了通过程序来完成平板异型网架的方案优化对比,从而达到网架高度优化的效果的优化方案。

关键词：异型平板网架快速建模栅格法优化设计优化方案

基于Kinect的三维人体快速建模与蒙皮动画研究

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基于Kinect的三维人体快速建模与蒙皮动画研究

作者：何昆林华南理工大学

学位级别：硕士

三维物体快速建模技术是当前计算机视觉，虚拟现实技术以及图形学领域的重要研究课题之一，三维物体快速建模技术也是目前物体模型快速重构的发展趋势。三维物体重建能够像照片和视频一样容易获得,则能够被应用到更多的领域,如电子商务... 详细信息

三维物体快速建模技术是当前计算机视觉，虚拟现实技术以及图形学领域的重要研究课题之一，三维物体快速建模技术也是目前物体模型快速重构的发展趋势。三维物体重建能够像照片和视频一样容易获得,则能够被应用到更多的领域,如电子商务网站平台，在线购物网站，游戏领域等。因此,如何快速廉价实现对人体模型建模,是计算机视觉与图形学领域的研究热点和重要目标。目前，由于获得优质三维人体模型的方法，设备昂贵、扫描人体不方便、难以控制人体的状态、操作复杂、模型生成周期较长等缺点，限制了三维人体模型的应用，也不能满足如今实时性较高的虚拟现实系统。因此，由于Kinect的廉价以及易于使用等特点使这种需求成为可能。本文只采用了单个Kinect传感设备获取人体的深度图像，通过提出的算法和系统框架，快速逼真的重建三维人体模型。同时，在图形学领域中，三维人体动画越来越多的受到人们青睐。在实际的应用中,人体动画主要通过三维软件（Maya, DAZ3D,Poser）绘制和专门的动作捕获设备获取。软件获取的动画周期长;虽然动作捕获设备产生的动画数据精确，捕捉频率高，但是动作捕获设备大多比较复杂，穿戴不方便，人体表演具有一定难度。因此本文在现有的蒙皮技术的基础上，对人体模型进行快速蒙皮，输出具有较好质量的人体动画。本文主要讨论了利用单个Kinect传感器，在自然场景中快速构建三维人体模型的框架。主要分为以下五步实现人体快速建模。首先，利用Kinect传感器，获取复杂现实场景中的数据流，该数据流包括颜色数据，深度数据和骨骼数据，分析数据流，分割出人体数据;其次，通过深度点云数据去噪、平滑、匹配等相关的处理，实现三维人体数据网格化;再次，利用人体参数化数据，将标准模型参数化;然后，获取的人体模型与标准模型快速融合，优化目标三维人体模型，快速生成逼真的人体模型;最后，通过交互式应用检测人体模型，应用获取的骨骼数据驱动生成的真实模型以检测模型，并产生蒙皮动画。

关键词：人体模型快速建模 Kinect 人模参数化蒙皮动画

基于NUCAS系统面向Tribon命令的船舶设计快速建模技术研究

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基于NUCAS系统面向Tribon命令的船舶设计快速建模技术研究

作者：沈玉琦上海交通大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的飞速发展和造船水平的不断提高,数字化造船技术已成为引领造船行业技术更新和发展的重要环节之一。然而,我国数字造船技术的与国际先进水平相比,尚存在较大差距,这已严重影响了我国船舶行业迈进造船强国。船舶设计系统... 详细信息

随着计算机技术的飞速发展和造船水平的不断提高,数字化造船技术已成为引领造船行业技术更新和发展的重要环节之一。然而,我国数字造船技术的与国际先进水平相比,尚存在较大差距,这已严重影响了我国船舶行业迈进造船强国。船舶设计系统(以下简称NUCAS)是一套可以覆盖船舶设计全流程的系统(生产设计除外)。该系统参照我国船舶行业设计习惯从概念设计开始,一直延续到详细设计阶段。同时也具备了交互和文本编辑创建的功能,采用了拓扑创建技术,已具备了直观,方便,易上手的特点。Tribon系统是一个基于交互和文本编辑两种方式完成目标船舶设计的系统,它通过形象易学的交互界面和简单规律化的文本编辑两套完善的体系,来满足不同层次用户的需求。本论文就通过对Tribon系统的分析研究,在NUCAS系统中,实现一种类似Tribon系统的文本编辑的建模手段。同时能够读取Tribon系统的文本命令,在NUCAS系统和Tribon系统间架起桥梁。这样既弥补了NUCAS系统的不足,也实现了对国外成熟软件的利用。同时,通过利用Python中间包,导入Tribon系统概念设计的线型进行精光顺,以实现对Tribon系统的优势的利用和互补。

关键词： Tribon系统 Python NUCAS系统快速建模转换程序

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电子设备整机参数化方法和快速建模技术研究

电子设备整机参数化方法和快速建模技术研究

作者：曾巍西安电子科技大学

学位级别：硕士

电子设备航空机箱结构建模时普遍存在结构建模效率低、周期长，模型建立困难、准确性差，已有设计资源利用率低、设计规范性差等问题，本文针对以上问题，系统地归纳总结了整机参数化方法的理论概念与思想，提出了适合电子设备航空机箱... 详细信息

电子设备航空机箱结构建模时普遍存在结构建模效率低、周期长，模型建立困难、准确性差，已有设计资源利用率低、设计规范性差等问题，本文针对以上问题，系统地归纳总结了整机参数化方法的理论概念与思想，提出了适合电子设备航空机箱的两种建模方法，并以PRO/E软件为基础，通过建立参数化模型库，实现了航空机箱的整机参数化快速建模。主要内容如下： 1)对比国内外参数化设计方法的优缺点，证明了采用整机参数化方法的必要性，并结合基于特征的三维建模手段，总结制定了整机参数化系统的工作流程。 2)分析了航空机箱的设计特点和现状，由设计难点出发提出了整机参数化快速建模平台的整体设计思路。 3)通过构建与描述设计规则以及建立参数约束模型，解决了航空机箱整机分析与平台参数化建模结合过程中出现的问题，表明了基于规则的设计方法在平台搭建与模型设计中的重要性。同时完成了对平台的部分开发工作。 4)概述了模型数据库的搭建方法和过程，提出了具有普遍意义的产品模型结构分析与模型预处理方法，分别细致地阐述了两种方法的理念、功能与意义，并重点制定了注释语义的使用方法，实现了模型的可定制功能。简单讲解了参数化模型的入库方法，并总结了几点有助于建立参数化模型的合理性建议。最后通过与手工建模过程作对比，验证了整机参数化方法与建模技术的准确性与快速性。

关键词：整机参数化航空机箱基于规则设计快速建模

面向增材制造的非均质点阵填充结构快速建模技术与软件开发

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面向增材制造的非均质点阵填充结构快速建模技术与软件开发

作者：高俊琪大连理工大学

学位级别：硕士

增材制造技术能够制备几何高度复杂的结构,保证了具有高承载效率的点阵填充结构的可制造性,催生了点阵填充结构的研发。研究点阵填充结构的建模方法,几何参数化描述形式以及生成可用于增材制造的模型文件,成为重要的研究课题。使用传统... 详细信息

增材制造技术能够制备几何高度复杂的结构,保证了具有高承载效率的点阵填充结构的可制造性,催生了点阵填充结构的研发。研究点阵填充结构的建模方法,几何参数化描述形式以及生成可用于增材制造的模型文件,成为重要的研究课题。使用传统基于边界表达法的实体建模软件进行大规模点阵填充结构建模,会非常繁琐耗时,且在实体模型向面片STL模型转换时,会出现精度丢失、面片破洞等问题;并且所产生的模型文件缺乏参数化信息,无法与仿真优化过程有效衔接。另外,传统CAD建模软件在对大规模点阵填充结构进行交互渲染时,会遇到渲染卡顿、交互不畅等问题,严重影响建模效率。因此研究面向大规模点阵填充结构几何模型生成的快速算法及高效的可视化软件平台,具有重要意义。本文从大规模点阵填充结构的几何模型快速生成和高效可视化两方面展开,提出了基于单胞包围盒的点阵填充结构快速几何建模方法,实现了对面片模型、实体模型以及曲面模型的点阵填充结构建模;通过层次化显示技术和交互期面片消隐算法,实现了面片模型的动态简化,显著提升了点阵填充结构几何模型渲染时的帧速率;开发了大规模点阵填充结构交互式建模软件TopoBench。论文具体研究内容和成果如下:(1)异形结构点阵单胞包围盒生成算法。分析确认了决定点阵填充结构的关键配置参数和单胞几何参数,制定了点阵填充结构参数化模型的标准文件格式(.lat文件),以此为点阵填充结构建模提供核心数据文件;设计实现了面向封闭填充域和开放曲面填充域的单胞包围盒生成算法及点阵填充结构参数化模型生成算法;(2)点阵填充结构并行混合建模算法(paraHGM)。提出了一种直接生成点阵填充结构STL文件的并行混合建模算法,实现了点阵填充结构几何模型的快速自动生成,数值算例结果表明,该算法在满足几何模型生成功能的同时,具备良好的并行效果和加速比,建模效率得到很大地提升。(3)大规模点阵填充结构快速交互可视化方法。利用层次化细节显示技术及交互期面片消隐算法,实现了面片模型的动态简化;结合顶点缓存对象技术,显著提升了大规模点阵填充结构几何模型渲染时的帧速率。数值算例验证了系列算法的有效性和高效性。(4)开发了面向增材制造的点阵填充结构快速建模与高效可视化软件TopoBench。通过整合、封装本文实现的大规模点阵填充结构交互建模算法和快速可视化算法,开发了基于MVC(Model-View-Controller)架构体系的大规模点阵填充结构快速建模与高效可视化软件TopoBench,通过若干实例验证了软件在交互式点阵填充结构建模方面的可靠性和高效性。

关键词：点阵填充结构增材制造快速建模 STL文件软件开发