逆向工程在汽车轮毂曲面重构中的应用研究

论文摘要

随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,人们对汽车多样性、个性以及产品更新换代速度的要求,都在不断提高。我国作为汽车生产和消费大国,在面对市场全球化下国家和企业的竞争,逆向工程技术发挥着越来越重要的作用。轮毂作为汽车功能性和美观性的重要零部件,结构复杂、质量要求高,是整车性能的决定因素之一,而我国现在轮毂的开发设计与先进国家相比,还有一定的差距。因此,本工作旨在研究逆向工程技术在汽车轮毂设计中的应用。本文介绍了当前国内外先进的数据采集系统,分析了误差来源及控制方法。详细阐述了逆向工程技术的曲线曲面理论,研究了NURBS曲线曲面的构建方法,并结合汽车轮毂重构曲面对NURBS曲面的基本方法进行了归纳。根据当前逆向工程软件的特点,分析了利用软件模块搭配进行较好的数据处理的方法,得到了构建汽车轮毂模型快速、方便、优质的逆向工程设计流程和方法。本工作以规格为16×7英寸的铝合金汽车轮毂作为研究对象,应用逆向工程的基本理论和方法进行轮毂数据采集、数据精简、曲面重构技术、曲面光顺技术和曲面光顺评估,构造出汽车轮毂的三维数字化模型。对曲线曲面构造过程中的连续性进行了探讨,对当前的曲面光顺算法进行分析,最后对重构的曲面进行检查和评估。本论文所研究理论和方法对构建汽车轮毂曲面切实有效。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 逆向工程概念
• 1.3 逆向工程关键技术
• 1.4 逆向工程国内外研究现状
• 1.5 论文研究目的及意义
• 1.6 论文组织与安排
• 2 数据采集
• 2.1 数据采集
• 2.2 接触式数据测量
• 2.2.1 接触式数据测量原理
• 2.2.2 接触式数据测量分类
• 2.2.3 接触式数据测量优点与缺点
• 2.3 非接触式数据采集
• 2.4 基于FARO 测量系统的轮毂表面数字化
• 2.5 本章小结
• 3 点云数据预处理
• 3.1 点云数据剔除与修补
• 3.2 点云数据滤波
• 3.2.1 数据平滑处理
• 3.2.2 平滑滤波
• 3.2.3 轮辋特征线光顺处理
• 3.3 点云数据的精简
• 3.4 点云数据分割与对齐
• 3.4.1 点云数据分割
• 3.4.2 点云数据对齐
• 3.5 轮辋点云数据精简
• 3.6 本章小结
• 4 曲线曲面构造理论及光顺检验
• 4.1 曲线曲面构造方法
• 4.2 曲线曲面的数学模型基本概念
• 4.2.1 非参数曲线曲面与参数曲线曲面
• 4.2.2 插值与逼近
• 4.3 Bézier 曲线曲面理论及性质
• 4.4 NURBS 曲线与曲面理论及性质
• 4.5 典型的矩形域曲面构造
• 4.6 轮毂轮辐表面光顺处理
• 4.6.1 光顺的概念
• 4.6.2 曲线曲面光顺处理
• 4.6.3 曲面光顺性检查
• 4.7 本章小结
• 5 基于 Imageware 的曲线曲面构造方法及应用
• 5.1 Imageware 简介
• 5.1.1 Imageware 的主要模块
• 5.1.2 Imageware 的优点
• 5.2 轮毂点云数据采集
• 5.3 轮毂点云数据预处理
• 5.4 轮毂模型构建
• 5.4.1 曲线构建
• 5.4.2 曲面构建
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本论文主要研究工作与结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 研究工作展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集