一、基于STL模型的抽壳方法研究(论文文献综述)
张业星,张成涛[1](2021)在《基于GIS的抽壳技术在BIM模型轻量化中的应用》文中研究说明基于GIS软件的分析技术,提出了一种BIM模型抽壳轻量化方法。基于可视域分析的抽壳方法和缓冲区分析的抽壳方法,运用简单规则的BIM模型和复杂不规则的BIM模型,比较了2种方法处理的BIM模型构件的精细程度和处理时长。结果表明:(1)可视域分析的抽壳方法只适用于简单规则的BIM模型,处理时间快,精度高;(2)缓冲区分析的抽壳方法可适用于复杂但不规则的BIM模型,构件精度高,然而抽壳时间较慢。对比抽壳前后的数据发现:BIM模型在进行抽壳后得到的数据,无论是内存大小还是WebGL上显示的平均帧率,都得到了较大程度的优化,使得大数据量的BIM模型能被较好地交互浏览。
袁磊[2](2019)在《面向3D打印的轻量化结构研究》文中提出相对于传统的切削去除材料技术,3D打印具有研发周期短和可定制化等优势,并且能制造传统技术无法加工的复杂几何结构。然而受限于3D打印材料成本、打印时间过长等问题,3D打印发展进入了瓶颈期。现今大多数3D打印研究主要集中在技术应用上,而对3D打印的源泉“3D模型”却相对涉及较少。模型的轻量化能节约耗材,缩短打印时间,还可以实现实心模型所不具备的物理特性。因此提出了一种面向3D打印的轻量化结构设计方法,通过对模型的轻量化这一途径来解决当前问题。以轻量化的晶格模型作为研究对象,新型3D打印格式文件为支撑,围绕模型的结构优化进行了如下研究:在阐述3D打印轻量化结构国内外研究现状的基础上,依据现有建模方法,通过对晶格结构的排列方式与偏置方式对比分析,确立了适合优化的晶格模型建模理论方法,并完善了晶格单元库。通过对新型3D打印模型的数据结构进行剖析,利用组件与可扩展的特性,将晶格元素进行内核扩展,赋予模型新的数据特征,并提出了一种基于晶格的二次几何扩展方法。依据弹性力学理论,通过有限元的分析方法确立不同晶格结构的力学特性。基于多目标结构优化方法,以晶格杆径、壳体内表面节点为设计变量,以晶格杆径、壳体厚度和模型体积为约束条件,最小化应力为目标函数,建立晶格优化数学模型,提出了一种基于晶格模型的结构优化方法,该优化结果能更好地体现模型的受力传递路径,改善了晶格模型的力学性能。论文研究成果可为工程实践中3D打印模型的轻量化研究提供必要的理论基础和技术支撑,并且在提高3D打印效率以及控制3D打印成本方面具有重要现实意义。
权坤[3](2019)在《双紫外掩模面成型机理及成型精度研究》文中研究说明面成型光固化有多种技术方案,单次曝光面积和精度要求是其工艺设备的重要指标,现有设备受掩模器件限制,难以进行大面积固化,材料收缩变形也是树脂研制中的突出问题。本文结合国内外发展现状,研究团队提出的双紫外臭氧掩模方法与成型机理,并对其成型精度问题加以研究,运用其原型进行了快速铸造验证。首先,分析了光能量对光固化成型的影响、现有光固化成型工艺中光能量分布和微固化累加体形态,并对不同工艺光路进行对比。研究了新型双紫外臭氧掩模机理、氧阻聚作用下的连续液面成型机理,以及氧气在透氧膜与树脂之间气液固三相作用方式,为面成型的大尺寸成型提供了基础理论研究。其次,研究了透氧膜在树脂重力波动下的挠度问题,应用workbench分析了施加预应力与不施加预应力状态下的变形情况、相同预应力下不同形状透氧膜的变形情况,以及预应力的施加方式,得到了满足变形精度要求的预应力大小,并对透氧膜进行实际紧固验证。最后,研究了面成型固化中树脂的收缩问题,使用因素分析法研究不同单因素工艺参数对树脂固化收缩率的影响,采用响应面分析法对多因素水平进行实验研究,并对工艺参数之间相互耦合对收缩的影响进行分析。通过二次回归方程拟合得到优化后的工艺参数,采用最优工艺参数下的收缩率作为补偿因子,并在复杂扩散器零件上对其正确性进行了验证。在此基础上,将精度改善后的扩散器树脂原型应用于快速铸造案例研究,获得满足要求铝合金精密铸件。
刘国歌[4](2019)在《三维实体的布尔运算与局部造型》文中研究表明三维实体布尔运算和基于布尔运算基础的CSG建模方法是计算机建立三维实体的重要部分,在CAD/CAE/CAM建模、虚拟设计、模型简化与分析等方面有着很高的应用价值。布尔运算的可靠性是三维实体建模的基础,同时也是CSG建模方法的核心内容。局部造型技术和剖切技术使得人机交互的方式更加方便,是建模的重要手段,在零件设计、生产制造等方面有着举足轻重的地位。本文分析了现有的布尔运算算法、局部造型算法以及剖切算法,对基本体素的建立、体素之间的布尔运算和生成体的处理展开了研究,主要工作为:(1)分析基本体素的几何信息和拓扑信息,通过对正放实体的平移和旋转变换,完成空间任意方位的棱柱体和圆柱体建模,增加体素建模的多样性;(2)针对矩形平面与带内环平面的进行求交时,会出现交线求取错误的情况,本文提出了一种根据面的内外环信息和两交点连线的中点是否在平面内部来确定相邻交点的连接情况,与之前算法相比,该方法可以正确地获取交线,更具有普遍适用性。接着对布尔运算得到的生成体中共面和共线的情况进行合并,完成实体的正则化处理。(3)为完善实体造型的功能,采用了基于欧拉操作的局部造型技术,包括倒角、倒圆角、抽壳,具有操作简单、计算效率高等优点。其中倒角和倒圆角提出了利用构造平面进行实体修改建模的方法。首先利用拾取边和倒角或倒圆角的大小来形成构造平面,然后用构造平面与拾取边相关面求交以获取交线,并修改拾取边相关面的信息,对于倒角则连接交线形成倒角面;对于倒圆角,通过确定拾取边相对于实体的位置,确定圆弧上各点坐标的变化情况,进而形成倒圆角面。采用面-线-点-线-面的过程实现抽壳操作,首先将实体中除去拾取面以外的面向实体内部方向平移抽壳厚度大小的距离,获取平移面,然后平移面与拾取面或者平移面与平移面进行求交,获取交线,接着由交线之间求交点,最后交点连接成线,形成添加面或者拾取面的内环面。(4)依据剖切理论,首先确定剖切平面和取舍参考点,然后用剖切平面与实体求交得到剖面,再判断实体的点和取舍参考点是否在剖切平面的同侧对实体几何信息进行取舍和重构以得到需要的剖切体。本文中设计的算法都是在VC++6.0的开发环境中进行的,对涉及的算法用算例进行了大量的测试,验证了算法的稳定性和完备性。
杨明泽[5](2017)在《真彩色三维地形实体模型快速成型的关键技术研究》文中研究说明三维地形实体模型是以立体实物的方式对地理空间信息的可视化表达,能够为人们研究分析地形地貌和地理空间要素提供形象逼真、立体直观的三维立体信息。然而,传统的地形实体模型因制作速度慢、精度低等不足,已无法满足现代社会对测绘保障实时、精确、高效的要求。随着现代信息化和先进制造业的快速发展,数控自动化技术和快速成型技术已广泛应用于各领域的产品制造。近年来,有研究者针对先进制造和快速成型技术在GIS领域的应用做了相关的研究,为高精度、真彩色三维地形实体模型的制作提供了解决思路。因此,本文从三维地形制图综合、STL(Stereo Lithography)地形模型构建、纹理信息精准匹配以及地形实体模型的快速成型方法等方面,探讨了真彩色三维地形实体模型快速成型的关键技术。主要的内容及结果如下:(1)基于多尺度DEM地形因子的空间自相关特征,结合地形实体模型快速成型的比例尺和成型精度,提出了一种面向地形实体模型快速成型的DEM地形化简方法。通过对不同地形因子的局部自相关性分析,根据不同的显着性所对应的地形特征,设定阈值选取地形特征点构建化简结果DEM。实验表明,该方法能够按照地形实体模型的应用需求,保持地形的结构特征和局部细节,解决了地形实体模型表面碎部太多、地理要素不分明和杂乱无章等问题。(2)通过分析DEM数据和3D打印数据的数据结构,探讨了三维点云数据构建曲面模型的原理和相关算法,将简化后的DEM转换为高程点云数据,构建了三维地形STL表面模型的三角形网格曲面。并根据模型的设计需求和快速成型对模型数据的要求,对三维地形STL表面模型进行了进一步处理和优化,实现了基于DEM数据的三维地形实体模型的构建。(3)为了评价方法的效果和实用性,通过不同材质和不同纹理数据组合,实现了两种真彩色三维地形实体模型的快速成型方法。首先,基于数控雕刻和三维立体喷绘技术,提出了一种真彩色地形实体模型的自动化制作方法,实现了地形模型和纹理信息的有效匹配;其次,基于3D打印技术,设计了真彩色地形实体模型的快速成型方法,实现了高精度、真彩色地形模型的快速成型。实验结果表明,两种方法均能适应高精度地形实体模型的快速构建和纹理信息的有效匹配,大幅度地提高了模型的精度,较好的表达了地形的结构特征和地理空间信息。
杨凯祥[6](2017)在《STL模型布尔运算研究》文中认为快速成形作为一种新兴的制造加工技术,已经在各个领域得到广泛应用。STL(Stereo Lithography)模型文件是用一系列的空间小三角面片组成的网络来逼近三维实体,因其结构简单,可读性强,目前已成为快速成形领域中标准的数据文件格式。STL模型的布尔运算是快速成形中模型及模具快速再加工的关键步骤,但当前国内大多快速成形软件无法实现对STL文件的直接再设计,而需返回CAD软件进行。对已有的STL三维模型,利用三维实体布尔运算进行直接修改,获得所需要的三维实体模型,将可大大缩短模型设计周期。本文首先根据STL模型的文件特点建立了相应的拓扑数据结构,并应用OpenGL的相关理论和常用函数库对STL文件进行了读取和三维真实感显示。其次,根据空间三角面片对的位置关系以及对Moller算法的分析,采用了一种投影降维的求交检测方法,将空间面面求交检测问题转化到二维平面进行。根据模型的拓扑结构,采用拓扑查找的办法进行了交线环的跟踪提取,使得交线段的求取和连接融为一体。通过对Delaunay三角化思想的总结,采用一种基于最小内角的多边形Delaunay三角剖分算法对交线环所涉及到的三角面片进行了二次三角剖分。最后采用降维判别法对由交线环分割形成的不同面域与另一实体的位置关系进行了判断,从而确定了两模型布尔运算后面域的取舍问题。本文算法降低了空间复杂度,并且通过实验证明能够实现模型的布尔运算。
杨晋宁[7](2017)在《复杂零件的3D打印实现技术研究》文中进行了进一步梳理3D打印技术从20世纪80年代开始兴起到目前为止已经历了三十多年的发展,形成了几十种工艺方法。能够打印结构极为复杂的零件,打印精度也在快速提高,但由于打印材料、打印时间、打印成本等诸多因素,所以目前依旧制约着3D打印技术的普及和深入发展。本文从提高精度、节约材料、降低成本的目的出发,利用现有资源,将复杂曲面零件(以曲面无线鼠标为例)从设计到打印出实物,对其中各环节关键技术进行分析,以提高打印精度和打印效率。首先,利用Solidworks软件设计鼠标三维模型,经干涉检查后转换为3D打印技术中普遍采用的STL文件格式。针对STL容易出现的裂缝、孔洞、数据冗余、逆向法向量等错误,利用Netfabb软件进行修复,最终生成能够正常进行打印的STL模型文件。但在此过程中,原模型的尺寸数据和表面精度将发生改变。其次,在3D打印技术中,如何为模型选择正确的分层方向和分层厚度,是提高模型打印精度和打印效率的先决条件。以Meshmixer、Cura软件为例为鼠标模型自动添加树状支撑、分层并设置分层软件基本参数,最终将模型分层后的二维轮廓数据转化为3D打印机中打印头的运动轨迹。接着,通过ProJet 3510 HD型打印机对鼠标模型进行打印,发现在成型过程中成型件表面会出现凹陷等失真现象,导致打印失败。经过多次试验得出失败原因:在打印过程中材料会发生线性收缩和体积收缩。通过将鼠标模型抽壳优化,最终得到质量良好的曲面制件(鼠标打印件)。在此基础上,利用Metra-SCAN 750光学扫描仪通过对鼠标打印件表面轮廓的扫描以获取三维坐标点云数据,并将其导入到Geomagic Control中,与鼠标三维CAD模型对比进行质量检测,得到3D彩色偏差图及相关图表,对所产生的数据偏差进行说明并分析其原因。最后,利用有限元分析软件Solidworks Simulation对鼠标实体跌落碰撞过程进行动态模拟,设置相关模拟条件,以动画的形式把鼠标的跌落碰撞过程展现出来,得出跌落碰撞瞬间的试验数据,为今后鼠标结构的参数化改进提供帮助。
石丹[8](2017)在《基于3D打印的模型结构轻量化方法研究》文中指出3D打印是一种新兴的制造技术,具备制造成本低、加工周期短、创新性强等优点。传统制造技术,模型的结构越复杂,其制造工序就越难,成本则越高。而3D打印的成本与模型复杂度无关,只与模型本身的体积有关。因此,对于3D模型的轻量化研究至关重要。本文针对3D打印技术原理,提出了一种模型的轻量化设计方案来降低打印成本,所做的主要工作如下:(1)利用MATLAB平台完成STL二进制模型数据的提取,将数据存储在所建立的矩阵中,再对三角面片按Z轴坐标初步排序,建立了STL点线面的拓扑关系矩阵,为后续的偏置算法奠定了基础。(2)研究了3D打印模型的轻量化方法,根据顶点平均法矢来分析STL的偏置轮廓,再对偏置过程中面片相交的情况进行说明,利用三角面片的位置关系来判断产生交线的三角面片对,去除多余交叉部分,最终将偏置轮廓与初始STL轮廓进行布尔运算获得偏置模型,并用实例进行了验证。(3)提出了基于MATLAB与Grasshopper的桁架结构生成算法。建立模型内部的桁架结构,首先对获得的内轮廓进行简化处理,将简化后的三角面片的顶点作为桁架结构的初始节点,对三角面片的形心按法向偏移得到偏置节点,偏置节点按上层的三角面片的邻接关系建立拓扑,再将坐标数据导入grasshopper中进行数据分组,删除重复数据点线,生成桁架的三维模型。最后再对偏置过程中的干涉节点进行分析并去除。(4)提出了对桁架结构的几何优化算法模型,根据桁架的结构特点,对建模过程中的网格和桁架数量进行优化,继而优化桁架的体积。提出了三角网格的评价指标,利用每个三角形的角度差值大小来建立三角形优劣值模型。根据优劣值来搜索质量较差的三角形,利用最小角最大化法来优化三角网格。然后提出了一种基于STL拓扑关系的桁架简化算法,利用顶点与三角面片的拓扑关系,对连接层的桁架杆件数进行合并简化,最后完成了桁架的几何优化。
赵斌涛[9](2016)在《基于桁架结构的3D打印轻量化模型生成研究》文中进行了进一步梳理3D打印技术正处于快速发展阶段。目前,3D打印领域的研究方向主要集中在技术应用上,在模型轻量化方面的研究较少。然而,模型轻量化是减少3D打印耗材成本的关键,间接影响3D打印技术的推广。为此,本文提出基于桁架的模型轻量化方案。模型轻量化方案主要包括模型抽壳、桁架生成和切片轮廓提取三个步骤。第一章,阐述论文的课题背景和研究意义,介绍国内外在3D打印领域的研究现状,介绍STL文件格式,重点介绍STL模型抽壳算法和桁架生成的研究现状。研究模型轻量化方案、模型抽壳算法和桁架生成算法。提出本文的研究内容和框架。第二章,研究STL模型的抽壳算法。介绍LDNIs (Layer Depth Normal Images)模型数据结构。介绍模型切片算法的研究现状,指出现有算法的不足,在此基础上,提出基于拓扑网的模型切片算法。切片算法由拓扑网建立算法和切片算法两部分组成。研究模型的抽壳算法,分析现有模型抽壳算法的优缺点,在此基础上,结合LDNIs布尔运算效率高的特点,提出基于LDNIs的模型抽壳算法。在提出的抽壳算法中,根据模型表面信息,双向偏置模型首先被建立。之后,双向偏置模型与原模型进行布尔运算得到抽壳模型。由于LDNIs的特点,三维布尔运算被降低至一维布尔运算,提高了抽壳算法的效率。第三章,研究基于桁架的模型轻量化方案。提出桁架结构的简化表示方法,将桁架结构的设计与生成步骤分离。研究桁架结构生算法,指出以STL作为模型数据在算法效率上的不足,提出以LDNIs代替STL作为桁架结构模型数据,提高桁架生成效率。提出LDNIs数据到切片轮廓的转换方法,完成切片轮廓的提取。第四章,研究FDM(熔融沉积成型)的打印路径生成及优化。本文使用环形路径提高模型表面质量以及使用扫描线填充提高模型打印速度。提出扫描线路径的快速生成算法。提出打印路径优化方法,减少喷头空走时间。打印路径优化方法包括基于打孔点的环形打印路径优化方法和基于分块的扫描线路径优化方法。介绍FDM的机代码技术规范。第五章,通过实验研究本文提出的切片算法、模型抽壳算法和桁架生成算法的算法效率。将实验结果与现有算法进行比较,验证算法的有效性。通过实验研究模型轻量化效果,验证模型轻量化方案的可行性。第六章,总结全文,并对未来的工作作了展望。
林志伟[10](2014)在《五轴数控加工无干涉无奇异高效轨迹生成与优化研究》文中提出五轴机床额外增加的两个旋转自由度极大地扩大了机床加工的工艺范围,提高了零件成形的精度和效率,却也给机床的实际使用和推广带来了不少难点,其中比较突出的问题有:五轴干涉检测与避免、五轴刀具路径生成、五轴奇异现象检测与避免、五轴非线性误差控制等。本学位论文在积极借鉴相关理论和现有文献方法的基础上,开展五轴刀具路径规划相关环节算法基础研究,为自主五轴CAM (computer aided manufacturing)软件开发提供一些开放尝试和算法积累。论文以五轴加工路径生成的整个过程为主线,从层切法环形粗加工路径生成入手,重点研究在五轴路径规划的初始阶段,即将刀具干涉问题、机床奇异问题考虑在内,并在此基础上,生成具有均匀残高、弓高特性的五轴自由曲面加工路径,并在最后通过优化工件安装位置控制五轴加工非线性误差。论文主要研究内容和成果归纳如下:提出若干时间复杂度接近线性的粗加工路径生成关键算法,并对得到的粗加工路径进行优化。首先提出一种基于截交线段端点排序的轮廓点列曲线快速链接算法,用于获取层切法粗加工中当前层的加工区域。对获得的加工区域,提出一种基于Delaunay三角化的小岛桥接算法,将内轮廓曲线快速桥接至外轮廓曲线。对得到的归一化桥接曲线,提出一种基于轮廓更新法则和树结构分析的平面曲线偏置算法,用于生成环形路径。以上提出的算法时间复杂度均接近线性。最后,提出一种基于加工区域角线提取及串联的环形路径拐角未切削区域全局清除策略,最大限度地增加相邻路径间距以提高粗加工效率。提出一种基于可行域插值的五轴刀具姿角无干涉区域快速计算方法,该方法用来提高五轴路径规划阶段刀具和工件干涉检测速度,为五轴无干涉刀具路径生成奠定理论基础。对形如S(u,v)的自由曲面,首先在工件曲面上按一定规则采集少量刀触样点;对每个刀触样点,结合局部坐标系下刀具姿角控制方程以及刀具和工件曲面干涉检测模型,获得其姿角可行域;最后用3次B样条曲面插值方法对样点可行域进行插值,计算控制点信息,获得形如Ω(u,v)的可行域表达式。对Ω(u,v),只要代入任意曲面参数坐标(uo,v0),便能快速计算相应的无干涉刀具姿角范围Ω(uo,v0)。提出一种基于切割曲面法矢的高效五轴等残高刀具轨迹生成方法,该方法具有一定的通用性,适合半径较大的刀具以及各种类型曲面。该方法的基本原理可描述为:首先在工件曲面上生成足够浓密且长度为设定残高容许值的法矢,当刀具沿着曲面上当前路径切削过后,与切削刃接触的法矢被切割,在曲面上形成一条切削带,提取该切削带边界并以此为基准生成下一条路径曲线;依此递推,直至生成覆盖整张曲面的等残高路径。该方法操作过程中数学近似处理较少,得到的刀具路径精度较高,且通用性较好。提出一种基于切割曲面法矢的精确五轴离线刀位生成方法,该方法能够控制相邻刀位点的加工误差等于最大容许误差,从而获得较少的刀位点数量。该方法中刀位点以递推方式生成,在每一步递推过程中又包含两个步骤,即初始步长计算和精确步长计算。初始步长计算通过二阶泰勒展开法和圆弧近似实现,获得精度不高的初始步长作为精确步长计算的输入;而精确步长计算则依赖于基于切割曲面法矢的加工误差精确计算模型。该方法能够获得误差均匀的曲面加工效果,刀位点数量减少,适合高速加工。提出一种基于C空间方向曲线平移的五轴无奇异刀具姿角优化算法,在路径规划阶段即实现五轴奇异问题的检测与规避。首先在刀位点生成的初始阶段,额外保存刀触点和局部坐标系信息;然后将刀轴矢量投影至C空间得到一条方向曲线,同时在C空间定义用来检测奇异问题的锥度圆;如果方向曲线和该圆相交,则以一最短距离平移方向曲线以避开锥度圆;最后结合新方向曲线和保存的局部坐标信息反算新刀位点。该方法能够在有效避免奇异问题的同时,保持了原始路径曲线上刀触点位置不变,且不增加刀位点数量。提出一种基于粒子群算法的五轴工件安装位置优化算法,用于降低五轴加工中的非线性误差。以双回转工作台型五轴机床为例,在分析该型五轴机床运动学方程的基础上,推导带RTCP (ratational tool center point)插补时非线性误差的计算方法,并将其表示成工件安装位置函数;引入粒子群算法并进行改造,取消粒子速度项,增加变异项,以非线性误差为优化目标,对工件安装位置进行优化。实验结果表明,在不增加任何经济成本的前提下,对工件安装位置进行优化可显着降低非线性误差。该方法稍加改造可推广到任意类型五轴机床。
二、基于STL模型的抽壳方法研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于STL模型的抽壳方法研究(论文提纲范文)
(1)基于GIS的抽壳技术在BIM模型轻量化中的应用(论文提纲范文)
0 引言 |
1 研究方法 |
1.1 可视域分析 |
1.2 缓冲区分析 |
1.3 两种抽壳方法的比较 |
1.3.1 简单规则模型 |
1.3.2 复杂不规则模型 |
2 抽壳技术的应用 |
2.1 数据浏览 |
2.2 辅助决策 |
2.3 降低电脑配置要求 |
3 结论 |
(2)面向3D打印的轻量化结构研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 3D打印中的结构优化研究现状 |
1.2.1 3D打印工艺研究现状 |
1.2.2 3D打印模型结构研究现状 |
1.2.3 3D打印数字化研究现状 |
1.3 论文研究内容与构架 |
第二章 基于晶格结构的轻量化建模 |
2.1 实体模型抽壳方法研究 |
2.2 壳体模型填充方案研究 |
2.2.1 晶格结构的排列方式 |
2.2.2 晶格与壳体结合的偏置方式 |
2.3 晶格模型的建模方法 |
2.3.1 提取或生成骨架线 |
2.3.2 建立晶格单元体模型 |
2.3.3 晶格模型创建流程 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于晶格结构的几何扩展 |
3.1 3MF数据架构 |
3.1.1 组件结构 |
3.2 晶格结构的几何扩展 |
3.2.1 对象 |
3.2.2 晶格元素 |
3.2.3 晶格元素的二次扩展 |
3.3 实验结果对比分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于弹性力学的晶格结构研究 |
4.1 线性弹性问题 |
4.1.1 弹性力学基本方程及边界条件 |
4.1.2 有限元分析中的四面体单元 |
4.2 模拟晶格矩形梁 |
4.3 基于Nastran的模型仿真分析 |
4.3.1 仿真分析预处理 |
4.3.2 仿真分析结果云图 |
4.3.3 仿真分析结果对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于晶格模型的结构优化 |
5.1 晶格模型的优化问题 |
5.2 晶格模型的优化方法 |
5.3 晶格模型优化的数学模型 |
5.3.1 晶格模型的设计区域 |
5.3.2 晶格模型的设计变量 |
5.3.3 晶格模型的优化目标 |
5.3.4 晶格模型的优化算法 |
5.3.5 均匀晶格模型的研究 |
5.4 晶格模型优化后的对比分析 |
5.4.1 与均匀晶格模型对比 |
5.4.2 与实体模型对比 |
5.4.3 3D打印结果对比分析 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
个人简历 |
(3)双紫外掩模面成型机理及成型精度研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 增材制造与光固化技术 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外面成型光固化方法发展现状 |
1.2.1 面成型光固化技术 |
1.2.2 连续液面生长技术 |
1.2.3 计算机轴向光刻法 |
1.2.4 双紫外臭氧掩模固化方法 |
1.2.5 影响面成型光固化精度因素 |
1.3 本文课题来源、研究内容及章节安排 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.3.3 章节安排 |
2 双紫外臭氧掩模曝光机理及成型过程误差来源 |
2.1 光能量分布形态与累加体的关系 |
2.1.1 光能量分布形态 |
2.1.2 光聚合机理 |
2.1.3 树脂聚合的形态 |
2.1.4 不同累加光路的比较 |
2.2 双紫外臭氧掩模制造机理 |
2.2.1 掩模生成原理 |
2.2.2 氧阻聚作用下的连续液面成型 |
2.3 双紫外掩模曝光成型过程主要误差来源 |
2.3.1 掩模板生成误差 |
2.3.2 成型基准面位置误差 |
2.3.3 成型过程中树脂收缩变形误差 |
2.4 本章小结 |
3 透氧膜在树脂作用下变形的数值模拟 |
3.1 树脂作用下的透氧膜变形分析 |
3.1.1 透氧膜结构受力模型 |
3.1.2 载荷的控制 |
3.1.3 载荷大小 |
3.2 透氧膜在载荷作用下的数值模拟 |
3.2.1 AnsysWorkbench静力模拟分析简介 |
3.2.2 透氧膜结构的非线性变形分析 |
3.2.3 透氧膜预应力的施加 |
3.3 本章小结 |
4 面成型固化中树脂材料的收缩补偿研究 |
4.1 光敏树脂特性测试 |
4.1.1 光敏树脂的固化方程 |
4.1.2 树脂材料与设备仪器 |
4.1.3 树脂固化特性的测量 |
4.1.4 实验结果及讨论 |
4.2 单因素工艺参数对成型过程树脂收缩的影响 |
4.2.1 实验设计 |
4.2.2 曝光时间对试件收缩率的影响 |
4.2.3 分层厚度对试件收缩率的影响 |
4.2.4 回合等待时间对试件收缩率的影响 |
4.3 基于响应面法的工艺优化分析 |
4.3.1 响应面实验设计 |
4.3.2 工艺参数耦合作用分析 |
4.3.3 回归方程与工艺优化 |
4.4 基于收缩补偿的实验对比验证 |
4.5 本章小结 |
5 收缩补偿后树脂原型件的快速铸造验证 |
5.1 树脂原型件在快速铸造中的重要性 |
5.2 扩散器结构介绍及特点分析 |
5.3 扩散器的原型制造 |
5.3.1 三维数模前处理优化 |
5.3.2 扩散器的面曝光成型 |
5.4 制备浇铸组合及型壳 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)三维实体的布尔运算与局部造型(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 CAD、CAE、CAM、技术的发展历程 |
1.1.2 实体造型技术发展历程 |
1.2 课题研究的目的和意义 |
1.3 论文研究的内容 |
第二章 实体建模技术基础 |
2.1 实体布尔运算基础 |
2.1.1 实体表示形式 |
2.1.2 布尔运算算法概述 |
2.1.3 课题组的布尔运算算法 |
2.2 实体建模中的数据结构 |
2.3 软件开发平台简介 |
第三章 基本体素建模 |
3.1 基本体素建模的理论基础 |
3.2 基本体素建模的数学变换 |
3.2.1 平移变换 |
3.2.2 旋转变换 |
3.3 圆柱体建模 |
3.4 棱柱体建模 |
第四章 实体布尔运算算法完善 |
4.1 降维处理与布尔运算 |
4.2 面面求交算法完善 |
4.2.1 面面求交算法存在问题 |
4.2.2 改进的面面求交算法 |
4.3 实体正则化处理 |
4.3.1 合并共线 |
4.3.2 合并共面 |
第五章 局部造型及剖切技术 |
5.1 局部造型基础 |
5.1.1 局部造型与欧拉操作 |
5.1.2 基于布尔运算的局部造型 |
5.2 局部造型的交互技术 |
5.3 局部造型及剖切处理中的点面关系 |
5.4 局部造型的实现 |
5.4.1 倒角 |
5.4.2 倒圆角 |
5.4.3 抽壳 |
5.5 剖切 |
5.6 建模实例 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)真彩色三维地形实体模型快速成型的关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 真彩色地形实体模型的制作研究 |
1.2.2 快速成型(3D打印)技术在地理领域的应用研究 |
1.3 研究内容与论文组织结构 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文组织结构 |
2 三维地形实体模型快速成型的相关理论 |
2.1 地形实体模型与DEM |
2.1.1 地形实体模型 |
2.1.2 地形实体模型与DEM的差异 |
2.1.3 多尺度DEM地形简化技术 |
2.2 三维自动化制作技术 |
2.2.1 三维雕刻技术 |
2.2.2 三维立体喷绘技术 |
2.3 快速成型技术 |
2.3.1 快速成型技术的原理与特点 |
2.3.2 3D打印数据格式 |
2.4 本章小结 |
3 面向三维地形快速成型的DEM地形简化 |
3.1 三维地形快速成型对DEM数据的要求 |
3.2 基于地形因子空间自相关的DEM地形简化方法 |
3.2.1 地形因子的提取与分析 |
3.2.2 多尺度地形因子的空间自相关分析 |
3.2.3 阈值确定与DEM地形简化效果评价 |
3.3 本章小结 |
4 三维地形STL模型的构建方法 |
4.1 数据格式分析 |
4.1.1 DEM数据结构分析 |
4.1.2 3D数据格式的结构分析 |
4.2 DEM数据构建三维地形STL模型的方法 |
4.2.1 原理与方法 |
4.2.2 三维地形STL表面建模方法 |
4.2.3 DEM数据的STL实体模型构建 |
4.3 STL地形模型的检查与修复 |
4.3.1 常见的错误类型 |
4.3.2 错误检查与修复 |
4.4 本章小结 |
5 真彩色地形实体模型的快速成型方法 |
5.1 真彩色地形实体模型的自动化制作方法 |
5.1.1 制作方法与工艺流程 |
5.1.2 模型设计与实现 |
5.1.3 实验结果与分析 |
5.2 真彩色地形实体模型的快速成型方法 |
5.2.1 制作方法与工艺流程 |
5.2.2 模型设计与实现 |
5.2.3 实验结果与分析 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(6)STL模型布尔运算研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 快速成形概述 |
1.1.2 快速成形软件系统概况 |
1.2 课题研究现状及研究意义 |
1.3 本文研究的主要内容 |
2 STL模型文件的读取 |
2.1 STL文件概述 |
2.1.1 STL文件简介 |
2.1.2 STL文件格式 |
2.2 拓扑结构建立 |
2.3 STL文件读取 |
2.4 本章小结 |
3 基于OpenGL的STL模型可视化研究 |
3.1 OpenGL简介 |
3.1.1 OpenGL概述 |
3.1.2 OpenGL的基本组成 |
3.2 STL模型真实感图形显示 |
3.2.1 模型基本显示 |
3.2.2 模型的缩放及平移显示 |
3.3 本章小结 |
4 STL模型布尔运算的研究与实现 |
4.1 布尔运算原理 |
4.2 模型相交性检测 |
4.2.1 空间三角面片位置关系 |
4.2.2 Moller相交性检测算法 |
4.2.3 投影降维求交检测算法 |
4.3 跟踪提取交线环 |
4.4 相交三角面片的二次三角化 |
4.4.1 Delaunay三角剖分简介 |
4.4.2 多边形的Delaunay三角剖分 |
4.5 模型表面的剖分及位置关系检测 |
4.5.1 模型表面剖分 |
4.5.2 位置关系检测 |
4.6 布尔运算实例 |
4.7 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所获得的研究成果 |
致谢 |
(7)复杂零件的3D打印实现技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 3D打印技术概述 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 3D打印主要成型技术及其原理 |
1.3 论文的主要工作 |
1.3.1 论文研究的目标 |
1.3.2 论文研究的内容 |
第2章 三维建模及修复 |
2.1 三维建模软件简介 |
2.2 三维模型的建立 |
2.3 STL模型 |
2.3.1 STL模型遵循的规则 |
2.3.2 STL模型错误分析 |
2.4 STL模型软件修复 |
2.5 本章小结 |
第3章 模型分层处理 |
3.1 分层算法 |
3.2 分层方向 |
3.3 添加支撑 |
3.4 分层软件介绍 |
3.5 Cura基本参数设置 |
3.6 本章小结 |
第4章 模型打印与检测 |
4.1 模型打印 |
4.1.1 打印设备 |
4.1.2 打印过程 |
4.1.3 鼠标CAD模型优化节材 |
4.2 模型后处理 |
4.3 计算机辅助检测 |
4.3.1 实物模型的数字化 |
4.3.2 模型对齐 |
4.3.3 比较分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 无线鼠标跌落测试 |
5.1 有限元软件简介 |
5.2 跌落测试的内容 |
5.3 跌落测试过程的数值模拟 |
5.3.1 硬地板跌落测试 |
5.3.2 弹性地板跌落测试 |
5.3.3 弹塑性材料模型跌落测试 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
(8)基于3D打印的模型结构轻量化方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 3D打印的基本原理 |
1.1.2 3D打印技术优缺点 |
1.1.3 3D打印工艺流程 |
1.1.4 3D打印研究热点 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
1.4 本文结构框架 |
第2章 数据结构分析及关键技术研究 |
2.1 本文涉及的数据结构 |
2.1.1 STL的数据结构 |
2.1.2 MATLAB中的数据结构 |
2.1.3 Grasshopper中的数据结构 |
2.2 三角网格简化 |
2.2.1 三角网格基本定义 |
2.2.2 三角网格简化要素 |
2.2.3 三角网格简化方法 |
2.3 三角网格划分 |
2.3.1 平面三角剖分 |
2.3.2 空间三角剖分 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于顶点偏置的模型抽壳算法研究 |
3.1 轻量化方案 |
3.2 STL文件的数据处理 |
3.2.1 STL数据读取 |
3.2.2 几何数据处理 |
3.2.3 几何关系建立 |
3.3 基于STL的点偏置抽壳 |
3.3.1 算法思路 |
3.3.2 算法实现步骤 |
3.4 偏置轮廓干涉去除 |
3.4.1 三角面片交线求取 |
3.4.2 交线环连接 |
3.4.3 去除干涉三角面片 |
3.5 实例验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于Matlab与Grasshopper的桁架结构生成算法研究 |
4.1 桁架结构的基本概念 |
4.2 传统桁架的设计方法 |
4.3 基于Matlab和Grasshopper的桁架结构设计 |
4.3.1 初始层网格简化 |
4.3.2 节点坐标生成 |
4.3.3 点坐标数据处理 |
4.3.4 模型生成 |
4.4 干涉节点去除 |
4.5 本章小结 |
第5章 桁架模型结构优化 |
5.1 三角形质量评定 |
5.1.1 三角网格质量评估 |
5.1.2 网格优化算法 |
5.2 桁架杆件数优化 |
5.2.1 桁架层杆件数计算 |
5.2.2 杆件数优化算法 |
5.2.3 算法具体流程 |
5.3 模型实例 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间获得的研究成果 |
(9)基于桁架结构的3D打印轻量化模型生成研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景与意义 |
1.2 研究现状与发展趋势 |
1.2.1 STL文件格式 |
1.2.2 模型轻量化 |
1.2.3 模型抽壳 |
1.2.4 桁架结构生成 |
1.2.5 3D打印路径规划 |
1.3 论文研究内容与架构 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 论文架构 |
第二章 基于LDNIs的STL模型抽壳算法 |
2.1 STL文件读取 |
2.2 基于拓扑网的模型切片算法 |
2.3 基于LDNIs的模型抽壳算法 |
2.3.1 LDNIs数据结构简介 |
2.3.2 模型抽壳方案 |
2.3.3 基于LDNIs的STL模型抽壳算法 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于桁架结构的3D打印模型轻量化研究 |
3.1 轻量化方案 |
3.2 基于LDNIs的桁架结构生成算法 |
3.2.1 桁架结构表示 |
3.2.2 桁架结构生成 |
3.3 轻量化模型切片轮廓提取 |
3.3.1 轻量化模型生成 |
3.3.2 切片轮廓提取算法 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于轻量化模型的FDM打印路径优化研究 |
4.1 路径生成 |
4.1.1 环形打印路径生成 |
4.1.2 扫描线打印路径生成 |
4.2 路径优化 |
4.2.1 环形打印路径优化 |
4.2.2 扫描线打印路径优化 |
4.3 FDM机代码 |
4.4 本章小结 |
第五章 实验研究 |
5.1 算法效率研究 |
5.1.1 模型切片算法 |
5.1.2 模型抽壳算法 |
5.1.3 桁架结构生成算法 |
5.2 轻量化效果分析 |
第六章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
(10)五轴数控加工无干涉无奇异高效轨迹生成与优化研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
本章摘要 |
1.1 论文研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 粗加工路径规划综述 |
1.2.2 五轴干涉检测与避免综述 |
1.2.3 五轴切削带宽优化综述 |
1.2.4 五轴刀具轨迹生成综述 |
1.2.5 五轴运动学相关综述 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.3.1 关键问题及解决方案 |
1.3.2 论文总体框架 |
1.4 本章小结 |
2 曲面粗加工环形路径生成及优化 |
本章摘要 |
2.1 引言 |
2.2 加工区域识别 |
2.2.1 截交线段计算 |
2.2.2 截交线段链接 |
2.2.3 加工区域识别 |
2.3 环形偏置路径生成 |
2.3.1 加工区域小岛桥接 |
2.3.2 初始偏置曲线生成 |
2.3.3 全局有效环收集 |
2.4 带宽及拐角优化 |
2.4.1 未切削区域检测 |
2.4.2 角线提取 |
2.4.3 清除路径生成 |
2.5 实例分析 |
2.5.1 链接算法测试 |
2.5.2 偏置算法测试 |
2.5.3 清除算法测试 |
2.6 本章小结 |
3 五轴刀具姿角可行域快速构造理论 |
本章摘要 |
3.1 引言 |
3.2 刀具姿角方程建立 |
3.3 刀具工件干涉检测 |
3.3.1 点和刀具包含检测 |
3.3.2 刀具和曲面干涉检测 |
3.4 单点可行域计算 |
3.4.1 倾斜角范围确定 |
3.4.2 单点可行域确定 |
3.5 曲面可行域插值 |
3.5.1 图像变形 |
3.5.2 可行域变形 |
3.5.3 曲面可行域插值 |
3.6 实例分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于切割曲面法矢的五轴等残高刀具轨迹生成 |
本章摘要 |
4.1 引言 |
4.2 基础定义与操作 |
4.2.1 刀触点局部坐标系 |
4.2.2 刃法矢相交检测 |
4.3 临界曲线生成 |
4.3.1 刀触点影响区域 |
4.3.2 目标法矢寻找 |
4.3.3 临界曲线拟合 |
4.4 路径曲线生成 |
4.4.1 局部坐标系建立 |
4.4.2 刀触环寻找 |
4.4.3 目标刀触点寻找 |
4.4.4 路径曲线拟合 |
4.5 算法总体框架 |
4.5.1 目标点搜索优化 |
4.5.2 路径生成起停条件 |
4.5.3 算法伪代码 |
4.6 实例分析 |
4.6.1 路径生成实例 |
4.6.2 与商业软件比较 |
4.6.3 五轴加工实例 |
4.7 本章小结 |
5 基于切割曲面法矢的五轴等弓高刀位点生成 |
本章摘要 |
5.1 引言 |
5.2 基础定义与操作 |
5.2.1 刀位点计算 |
5.2.2 刀具坐标系 |
5.3 初始步长计算 |
5.3.1 泰勒展开法 |
5.3.2 泰勒展开法缺陷 |
5.4 精确步长计算 |
5.4.1 刀刃法矢精确求交 |
5.4.2 加工误差精确计算 |
5.4.3 精确步长计算 |
5.5 实例分析 |
5.5.1 与泰勒展开比较 |
5.5.2 与商业软件比较 |
5.5.3 五轴加工实例 |
5.6 本章小结 |
6 基于C空间方向曲线平移的五轴无奇异刀具姿角优化 |
本章摘要 |
6.1 引言 |
6.2 奇异现象机理分析 |
6.3 详细刀位数据生成 |
6.4 奇异问题检测方法 |
6.4.1 刀矢C空间变换 |
6.4.2 奇异问题检测 |
6.4.3 局部调整讨论 |
6.5 奇异问题避免策略 |
6.5.1 方向曲线平移 |
6.5.2 刀位数据反算 |
6.6 实例分析 |
6.6.1 切削实验 |
6.6.2 纹理分析 |
6.7 本章小结 |
7 基于粒子群算法的五轴工件安装位置优化 |
本章摘要 |
7.1 引言 |
7.2 RT型五轴机床运动学分析 |
7.3 RTCP插补非线性误差计算 |
7.3.1 RTCP插补过程 |
7.3.2 非线性误差计算 |
7.4 工件安装粒子群优化 |
7.4.1 粒子群算法基本理论 |
7.4.2 工件安装粒子群优化 |
7.5 实例分析 |
7.5.1 曲线NC代码测试 |
7.5.2 曲面NC代码测试 |
7.6 本章小结 |
8 总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间获得的科研成果及参加的科研项目 |
四、基于STL模型的抽壳方法研究(论文参考文献)
- [1]基于GIS的抽壳技术在BIM模型轻量化中的应用[J]. 张业星,张成涛. 人民长江, 2021(12)
- [2]面向3D打印的轻量化结构研究[D]. 袁磊. 内蒙古工业大学, 2019(01)
- [3]双紫外掩模面成型机理及成型精度研究[D]. 权坤. 西安科技大学, 2019(01)
- [4]三维实体的布尔运算与局部造型[D]. 刘国歌. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [5]真彩色三维地形实体模型快速成型的关键技术研究[D]. 杨明泽. 兰州交通大学, 2017(02)
- [6]STL模型布尔运算研究[D]. 杨凯祥. 中北大学, 2017(08)
- [7]复杂零件的3D打印实现技术研究[D]. 杨晋宁. 兰州理工大学, 2017(03)
- [8]基于3D打印的模型结构轻量化方法研究[D]. 石丹. 武汉理工大学, 2017(02)
- [9]基于桁架结构的3D打印轻量化模型生成研究[D]. 赵斌涛. 浙江大学, 2016(06)
- [10]五轴数控加工无干涉无奇异高效轨迹生成与优化研究[D]. 林志伟. 浙江大学, 2014(01)