【摘 要】
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反求工程是基于逆向思维原理、融合诸多学科发展成果的一门先进制造技术,是对先进技术和新优产品实施适时跟踪与再创造、进行仿生式创新设计、实现生物器官再造以及珍贵文物
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反求工程是基于逆向思维原理、融合诸多学科发展成果的一门先进制造技术,是对先进技术和新优产品实施适时跟踪与再创造、进行仿生式创新设计、实现生物器官再造以及珍贵文物复原的唯一途径和最佳手段,更是实现敏捷制造和CIMS集成的关键技术.该文针对反求工程中快速构建初始网格和直接优化三维拓扑网格这两个热点问题,进行了抛砖引玉式的新探讨,主要进行了三项工作:(1)提出基于散乱数据点云快速构建原型体初始网格模型的新算法.根据某数据点邻近子集的局部拓扑与几何信息,基于Delaunay剖分法快速构建散乱数据子集的局部网格,通过自动矫正子集内数据点的非法连接关系,以增量扩张的方式把局部网格有机地组合成整体拓扑网格.该算法可以快速、直接地构造具有任意拓扑结构的原型体的初始网格模型.(2)提出基于能量函数理论,直接优化三维拓扑网格的新算法.该算法不仅能够大幅删除密集网格族群中冗杂的三角片,而且可依据能量函数值的变化评估网格的匹配程度和误差.与现有算法相比,新算法自动化程度高,所需计算量适中;在确保自由曲面拟合精度的前提下,大大降低了线性曲面中的三角形数量,简化了直接优化三维拓扑网格的算法.(3)以可视化编程技术Visual C++为开发工具,开发了实用的曲面重构系统.根据曲面的快速增量重构算法,使用AutoCAD建立了三维散乱数据点的三角拓扑网格模型,并使用能量法对初始网格作了优化,使其更加逼近原始曲面.实验表明本文提出的算法是可行的.文中提出的曲面重构系统能够提高形状反求的速度和精度,自动化程度较高,取得了较好的运行结果.
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