面向虚拟样机的机械产品的三维表达技术的研究与实践

随着技术发展和生存需要，制造业将虚拟样机技术视为提升竞争力的手段之一，无疑建立产品的数字模型是实施此技术的基础。将来自市场信息、实物样件和工程图纸等的不同数据统一起来，建立产品的三维数字模型称为对产品的三维表达。本文围绕对产品进行三维表达这一问题展开，研究了不同数据源下进行三维表达技术的理论和方法。 通过分析虚拟样机技术的内涵和意义，引入主模型思想，提出三维表达在此技术中的地位和作用。总结了Bézier和NURBS曲线曲面的特点，研究了三维模型的数据结构；研究了曲线和曲面的光顺准则、方法和评估手段。 在分析了三维表达技术的基础理论之上，总结出工程图纸的特点和基于工程图纸进行三维构建的难点，研究了曲面圆角的算法，归纳了曲面圆角的方法；分析了三维表达中IGES和STEP数据格式和在异构平台之间数据传递，提出了避免数据失真的方法；总结了基于工程图纸进行三维表达的方法，归纳了相应的方法与流程。 研究了实物反求的特点和数据采集的方法，重点分析了非接触式数据采集的原理和方法；总结了基于激光扫描点云进行曲面构建的流程和方法；提出基于实物样件进行三维表达的流程；研究了通过实物反求进行改型设计的方法，提出基于实物反求进行改型设计的流程。 结合某摩托车厂利用先进技术开发具有自主知识产权的新款摩托车项目和某汽车集团实施虚拟样机技术项目的具体实施方法和技术流程的实践基础之上，总结面向虚拟样机技术进行三维重构的实施经验，同时也为论文提出的见解提供了有力的佐证。