飞机蒙皮的逆向建模研究

2017-02-23 00:00:00穗钰 模具设计

  引导语:下面是小编整理出来的有关于飞机蒙皮的逆向建模研究,希望对大家有所帮助哦!

  1 概述

  随着数字化技术的发展,三维的数字化模型已经 成为尺寸传递的主导方式。为了适应当前形势,通过采集现有 蒙皮零件或者其型胎的点云数据,利用 CATIA命令进行逆向建模,返求出蒙皮零件的三维数学化模型。这样一个从实际物体 到几何建模的过程,是蒙皮零件数字化生产制造的基础,是零 件工装型胎再制造的依据,也是新型数字化制造、数字化协调 同原有制造依据的纽带。这一过程既延续了传统的生产链,又 与当下的数字化生产制造相接轨。

  通常情况下,蒙皮类零件的形状较为复杂,曲面由多个曲率不同的曲面组成,因此形成蒙皮型面时,不仅要求对曲面进行有经验地分割和拼接,而且还要求每一个曲面均是平滑高质量的曲面,要想达到此目的,关键在于构建光顺平滑的曲线。下面就以一个蒙皮类零件为例,详细描述其逆向建模研究的具体步骤。

  2 逆向建模研究的具体步骤

  蒙皮零件逆向建模的具体步骤有:采集及处理数据、构建蒙皮实体模型、模型偏差因素分析。其中,构建模型又分为:截 面线的形成、优化;构建曲面;拟合边缘线和形成实体等几个步骤。

  2.1 采集及处理数据

  采集蒙皮零件数据的方法有直接扫描蒙皮和扫描零件模胎两种。通常情况下,采用激光扫描仪对零件或模胎进行垂直扫描,采集三维数据,然后在 CATIA中利用CLOUD IMPORT导入形成点云文件,

  当点云数据导入到CATIA后,对点云进行适当处理。为了预防曲面存在鼓包等问题,过滤、去除一些偏差较大元素,可以减小点云曲率突变的概率。

  由于扫描仪采集后直接形成的曲面通常是不规则自由曲面,初步建立网格就可以直观地看出零件的外形特征。仔细观察区域内是否有鼓包或塌陷等缺陷,去除这些失真元素,尽量使破坏表面质量的元素降低到最少,那么就可以利用此点云进行建模了。

  2.2 构建蒙皮实体模型

  2.2.1 截面线的形成 、优化

  建模的第一步就是建立截面元素。截面元素是用来创建与扫描数据相交的平面,将截面元素与相应的网格或点云相交,得到的交线就是截面线。截面线是曲面构建的基础,也是关系曲面质量好坏的关键元素。

  通过观察点云数据,筛选出外形接近的部分放在一个设计区域里,然后运用CATIA命令,按照一定的间距创建截面线,就可以得到一组曲线。形状较为简单的零件可以直接以这些曲线为基础进行曲面设计,形成一个完整的曲面。但是对于形状相对复杂的零件,这些曲线就不能直接生成曲面,因此必须先对这些曲线进行优化。

  由于生成的截面线会有许多缺陷,比如端点不齐,这将导致创建多截面曲面时,边缘质量不好;再比如过渡不平滑,使得形成的曲面不均匀过渡,型面质量不好,因此需要对截面线进行调整。线条调整的方式较多,可以通过草图拟合,也可以通过样条曲线拟合,拟合 时,各样条曲线的节点数应尽量一致,线条长短、点位间距比例均应恰当。这样可以保证形成的曲面没有明显鼓包

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