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飛機蒙皮的逆向建模研究
引導(dǎo)語：下面是小編整理出來的有關(guān)于飛機蒙皮的逆向建模研究，希望對大家有所幫助哦!
1 概述
隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，三維的數(shù)字化模型已經(jīng) 成為尺寸傳遞的主導(dǎo)方式。為了適應(yīng)當前形勢，通過采集現(xiàn)有 蒙皮零件或者其型胎的點云數(shù)據(jù)，利用 CATIA命令進行逆向建模，返求出蒙皮零件的三維數(shù)學(xué)化模型。這樣一個從實際物體 到幾何建模的過程，是蒙皮零件數(shù)字化生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)，是零 件工裝型胎再制造的依據(jù)，也是新型數(shù)字化制造、數(shù)字化協(xié)調(diào) 同原有制造依據(jù)的紐帶。這一過程既延續(xù)了傳統(tǒng)的生產(chǎn)鏈，又 與當下的數(shù)字化生產(chǎn)制造相接軌。
通常情況下，蒙皮類零件的形狀較為復(fù)雜，曲面由多個曲率不同的曲面組成，因此形成蒙皮型面時，不僅要求對曲面進行有經(jīng)驗地分割和拼接，而且還要求每一個曲面均是平滑高質(zhì)量的曲面，要想達到此目的，關(guān)鍵在于構(gòu)建光順平滑的曲線。下面就以一個蒙皮類零件為例，詳細描述其逆向建模研究的具體步驟。
2 逆向建模研究的具體步驟
蒙皮零件逆向建模的具體步驟有：采集及處理數(shù)據(jù)、構(gòu)建蒙皮實體模型、模型偏差因素分析。其中，構(gòu)建模型又分為：截 面線的形成、優(yōu)化;構(gòu)建曲面;擬合邊緣線和形成實體等幾個步驟。
2.1 采集及處理數(shù)據(jù)
采集蒙皮零件數(shù)據(jù)的方法有直接掃描蒙皮和掃描零件模胎兩種。通常情況下，采用激光掃描儀對零件或模胎進行垂直掃描，采集三維數(shù)據(jù)，然后在 CATIA中利用CLOUD IMPORT導(dǎo)入形成點云文件，
當點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CATIA后，對點云進行適當處理。為了預(yù)防曲面存在鼓包等問題，過濾、去除一些偏差較大元素，可以減小點云曲率突變的概率。
由于掃描儀采集后直接形成的曲面通常是不規(guī)則自由曲面，初步建立網(wǎng)格就可以直觀地看出零件的外形特征。仔細觀察區(qū)域內(nèi)是否有鼓包或塌陷等缺陷，去除這些失真元素，盡量使破壞表面質(zhì)量的元素降低到最少，那么就可以利用此點云進行建模了。
2.2 構(gòu)建蒙皮實體模型
2.2.1 截面線的形成 、優(yōu)化
建模的第一步就是建立截面元素。截面元素是用來創(chuàng)建與掃描數(shù)據(jù)相交的平面，將截面元素與相應(yīng)的網(wǎng)格或點云相交，得到的交線就是截面線。截面線是曲面構(gòu)建的基礎(chǔ)，也是關(guān)系曲面質(zhì)量好壞的關(guān)鍵元素。
通過觀察點云數(shù)據(jù)，篩選出外形接近的部分放在一個設(shè)計區(qū)域里，然后運用CATIA命令，按照一定的間距創(chuàng)建截面線，就可以得到一組曲線。形狀較為簡單的零件可以直接以這些曲線為基礎(chǔ)進行曲面設(shè)計，形成一個完整的曲面。但是對于形狀相對復(fù)雜的零件，這些曲線就不能直接生成曲面，因此必須先對這些曲線進行優(yōu)化。
由于生成的截面線會有許多缺陷，比如端點不齊，這將導(dǎo)致創(chuàng)建多截面曲面時，邊緣質(zhì)量不好;再比如過渡不平滑，使得形成的曲面不均勻過渡，型面質(zhì)量不好，因此需要對截面線進行調(diào)整。線條調(diào)整的方式較多，可以通過草圖擬合，也可以通過樣條曲線擬合，擬合 時，各樣條曲線的節(jié)點數(shù)應(yīng)盡量一致，線條長短、點位間距比例均應(yīng)恰當。這樣可以保證形成的曲面沒有明顯鼓包
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