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飛機蒙皮的逆向建模研究

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引導語:下面是小編整理出來的有關於飛機蒙皮的逆向建模研究,希望對大家有所幫助哦!

飛機蒙皮的逆向建模研究

  1 概述

隨著數字化技術的發展,三維的數字化模型已經 成為尺寸傳遞的主導方式。為了適應當前形勢,通過採集現有 蒙皮零件或者其型胎的點雲資料,利用 CATIA命令進行逆向建模,返求出蒙皮零件的三維數學化模型。這樣一個從實際物體 到幾何建模的過程,是蒙皮零件數字化生產製造的基礎,是零 件工裝型胎再製造的依據,也是新型數字化製造、數字化協調 同原有製造依據的紐帶。這一過程既延續了傳統的生產鏈,又 與當下的數字化生產製造相接軌。

通常情況下,蒙皮類零件的形狀較為複雜,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驗地分割和拼接,而且還要求每一個曲面均是平滑高質量的曲面,要想達到此目的,關鍵在於構建光順平滑的曲線。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:採集及處理資料、構建蒙皮實體模型、模型偏差因素分析。其中,構建模型又分為:截 面線的形成、優化;構建曲面;擬合邊緣線和形成實體等幾個步驟。

2.1 採集及處理資料

採集蒙皮零件資料的方法有直接掃描蒙皮和掃描零件模胎兩種。通常情況下,採用鐳射掃描器對零件或模胎進行垂直掃描,採集三維資料,然後在 CATIA中利用CLOUD IMPORT匯入形成點雲檔案,

當點雲資料匯入到CATIA後,對點雲進行適當處理。為了預防曲面存在鼓包等問題,過濾、去除一些偏差較大元素,可以減小點雲曲率突變的概率。

由於掃描器採集後直接形成的曲面通常是不規則自由曲面,初步建立網格就可以直觀地看出零件的外形特徵。仔細觀察區域內是否有鼓包或塌陷等缺陷,去除這些失真元素,儘量使破壞表面質量的元素降低到最少,那麼就可以利用此點雲進行建模了。

  2.2 構建蒙皮實體模型

 2.2.1 截面線的形成 、優化

建模的第一步就是建立截面元素。截面元素是用來建立與掃描資料相交的平面,將截面元素與相應的網格或點雲相交,得到的交線就是截面線。截面線是曲面構建的基礎,也是關係曲面質量好壞的關鍵元素。

通過觀察點雲資料,篩選出外形接近的部分放在一個設計區域裡,然後運用CATIA命令,按照一定的間距建立截面線,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進行曲面設計,形成一個完整的曲面。但是對於形狀相對複雜的零件,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化。

由於生成的截面線會有許多缺陷,比如端點不齊,這將導致建立多截面曲面時,邊緣質量不好;再比如過渡不平滑,使得形成的曲面不均勻過渡,型面質量不好,因此需要對截面線進行調整。線條調整的方式較多,可以通過草圖擬合,也可以通過樣條曲線擬合,擬合 時,各樣條曲線的節點數應儘量一致,線條長短、點位間距比例均應恰當。這樣可以保證形成的曲面沒有明顯鼓包