一、CT轮廓线数据重构曲面的方法（论文文献综述）
张纯旺[1]（2021）在《废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究》文中研究指明随着落后产能煤矿的逐步淘汰,我国关闭矿井的数量不断增加,但废弃矿井采空区中仍赋存大量的煤炭、水、瓦斯等可利用资源,该资源的二次开发利用对区域经济的转型发展具有重要的现实意义,由于废弃矿井采空区内煤岩体破裂状况不清,水、瓦斯等流体赋存状态复杂,难以进行精准高效开发利用。其中覆岩破断裂隙是影响流体赋存的关键因素,它作为通道对采空区内水、瓦斯等流体的运移具有主导作用,它直接决定了采空区内水、瓦斯的空间赋存位置。因此探究废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性,可为废弃矿井资源的二次开发利用提供理论支撑。本文以废弃矿井采空区资源开发利用为研究目标,针对覆岩裂隙导通机理及其多尺度渗流特性,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的手段开展研究。通过单轴压缩试验探究了煤岩体的力学性质及其破裂过程,基于弹塑性力学理论探究了顶板覆岩破断力学机制,从标准试件的破裂和块体的断裂两个尺度研究了覆岩破断裂机制及裂隙通道特征;分别对原生裂隙煤岩体的渗流特性开展了研究,采用多场耦合试验压力机对原生裂隙岩体开展了水力耦合渗流试验,利用CT扫描技术从微细观的角度探究了原生裂隙煤体的孔裂隙特征及其渗流特性;最后针对采空区中瓦斯上浮和离层水下渗的现象,采用两相流界面追踪方法对采空区裂隙网络内水气两相渗流特性进行了模拟分析。主要研究内容及结果如下:（1）通过单轴压缩试验对煤岩体的力学性能进行了测试,联合声发射监测系统和数字散斑全场应变测量系统对破裂过程进行了监测,通过对比煤和砂岩的力学特性得出,煤与砂岩在单轴抗压强度、变形特征及破坏模式等方面存在明显的不同,砂岩的脆性破坏特征更加显着;声发射能量变化反映了破裂过程中弹性能的积累和释放过程,不同应力水平下声发射定位点演化特征呈现了煤岩体内部破裂及其扩展的方向,试件破坏的瞬间伴随能量的急剧释放破裂定位点骤增;采用数字散斑全场应变测量方法对试件表面位移场和应变场进行了定量监测,标记点的位移曲线可划分为初始变形、等速变形和加速变形三个阶段,试件表面位移场及应变场反映了裂隙从底部向顶部扩展呈现张拉破坏的模式。联合监测突破了传统以定性为主来判断破裂过程的局限性,更全面的反映了煤岩体破裂的过程。（2）从弹塑性力学的角度研究了覆岩破断的力学机制及断裂后裂隙的张开度特征,根据砌体梁结构关键块体运动演化过程及超前应力分布情况,建立了线性增压荷载悬臂梁模型,采用弹性力学应力逆解法获得了内应力分量解析解,结合Mohr-Coulomb剪切屈服破坏准则,推导了块体破裂迹线隐函数方程式,结果表明破裂迹线的形态与先天开采条件及岩层自身的力学特性相关,破裂迹线呈现“竖对号”的形态,说明在破裂的过程中裂纹会发生偏转,其中拐点的位置与岩层的内聚力和内摩擦角有关。另外随着块体长度的增加块体回转角度越来越小,相对应的张开度变化特征与目前线性假设存在明显的不同,回转后张开度沿破裂线呈现先增大后减小再增大的趋势,破断裂隙通道开度变化存在阈值。（3）采用多场耦合试验压力机对原生裂隙砂岩开展了不同围压及不同渗透压下的渗流试验,给出了加卸载路径下渗流流量随围压及渗透压变化的渗流规律,在加载过程中不同围压条件下渗流流量随渗透压表现出多样的变化趋势,随着围压的增大渗流流量增长类型分别呈现幂律型、线性型、指数型和双线性增长变化;在卸荷过程中随着围压的降低渗流流量呈现递增的趋势,但受到加载历史的影响,卸载路径下的渗流流量明显低于加载路径。进一步采用扫描仪对裂隙面的三维形貌特征进行了表征,并对各裂隙面的起伏高度平均值、标准偏差、均方根一阶导数、分形维数等进行了统计学分析,其中原生节理粗糙度系数集中在8～10的范围内,分形维数在1.07～1.16之间,裂隙面起伏高度频率直方图呈现高斯分布规律,且粗糙度系数越大其峰值所在的区间愈向右侧偏移。基于扫描数据对流体在裂隙面的渗流进行了模拟分析,结果表明裂隙面存在明显的优势渗流路径,水头压力分布存在明显的过渡区,由于裂隙面粗糙的几何形貌特征引起渗流流线及速度场呈现明显的非均匀分布,当流体从顶部向下方流动时,流体向开度较大的方向运移,造成裂隙面内流体分布的不均形成优势渗流,优势渗流路径的存在是造成粗糙裂隙面非达西渗流的主要原因。（4）利用CT扫描技术对原生裂隙煤体进行扫描试验,获得裂隙煤体的内部孔裂隙结构特征,采用三维可视化软件对裂隙煤体提取了表征单元,并对孔裂隙模型进行了三维重构,可以看出该原生裂隙煤体内部存在一条明显的宏观裂纹,周围分布次生裂隙及孔隙,孔隙在局部区域呈现连片状聚集分布,同时存在一些孤立的微孔。通过建立孔隙网络模型直观的再现了宏观裂缝和微观孔隙的分布情况,使原生裂隙煤体内部储层结构得到了比较精细的表征。对比分析裂隙煤表征单元体的渗流模拟结果可以看出,原始不含裂隙的煤体渗透率较低,渗流路径中内部几乎没有流线分布,而含裂隙的模拟结果表明流体沿主裂隙向下运移的同时,还会向周围连通的次生裂隙及孔中运移,形成了良好的渗流通道,导致了原生裂隙煤体渗透率的增大。（5）结合数字图像处理技术与相似模拟实验,对采空区覆岩裂隙几何参数（宽度、迹长、面积、周长和倾角等）进行了统计分析,构建了大尺度采空区裂隙网络几何模型,基于废弃矿井采空区上方离层水下渗和垮落带瓦斯上浮的现象,采用界面追踪模型精细地捕捉了水气两相渗流的过程。覆岩采动裂隙整体呈现梯形状,内部层间离层裂隙与纵向破断裂隙纵横交错、互相贯通,两种裂隙的开度、面积和周长呈现指数分布,裂隙迹长呈现对数正态分布,裂隙倾角呈现正态分布;模拟结果表明由于裂隙内渗流速度的不均衡性,在采空区两侧裂隙形成了明显的优势渗流通道,同时发现在高位横向层间离层裂隙存在瓦斯滞留区,裂隙两端存在被封堵、交叉点处存在偏流等现象,揭示了大尺度裂隙网络内水气两相渗流特性。本文针对采空区破断裂隙进行了全方位多尺度的研究,理清了采空区破断裂隙的空间几何分布形态,揭示了废弃矿井采空区裂隙网络水气两相多尺度渗流特性,研究成果对于废弃矿井采空区资源的再利用具有一定的指导意义。
张雷蕾[2]（2021）在《足部三维有限元建模及其载荷和姿态变化的力学响应分析》文中指出足部是人体与地面直接接触的末端器官,起到支撑人体重量、平衡力量、减缓冲击等作用,足部生物力学研究可为足部运动健康以及鞋靴舒适性设计提供技术支撑。本文通过人体足部三维重构以及足部骨肌系统有限元分析,研究足部生物力学特性对不同人体载荷负重和不同着地姿态的响应规律。论文的主要研究内容及创新点如下:介绍了足部生物力学以及足部有限元模拟的国内外研究现状,阐述了相关研究的重难点以及研究应用趋势,给出了论文的研究内容和组织框架。分析了人体足踝解剖学结构,基于CT断层扫描技术,进行受试者足部CT图像采集。采用Mimics软件,基于获取的足部CT图像,创建足部骨骼和肌肉表面点云数据。采用Geomagic软件,对点云数据进行处理和优化,建立光滑的足部三维几何模型。采用Hypermesh软件对基于逆向工程技术构建的足部三维几何模型进行前处理,根据足部解剖特性处理足部几何模型以及设置足部各部件的接触关系,结合足部各组织部件的材料本构模型,建立足部骨肌系统有限元模型,并通过裸足站立足底压力测量试验对模型进行验证。基于足部骨肌系统有限元模型,研究足部生物力学特性对不同人体载荷负重的响应规律,合理设置人体载荷负重,分析足部0.5倍体重、1倍体重、2倍体重的载荷情况下双足平衡站立工况的足底压力以及组织应力、组织位移分布趋势和变化特征。类似地,基于足部骨肌系统有限元模型,研究不同着地姿态对人体足部生物力学特性的影响规律。进行前掌先着地、中立姿态、后跟先着地三种着地姿态时的足部生物力学仿真分析,分析了不同着地姿态时的跖骨区应力、足跟骨应力、足底筋膜张力变化及其规律。最后,总结了全文研究工作,并对后续研究工作进行了展望。
蔡小娜[3]（2020）在《定制接骨板中贴合曲面的构建及其可视化平台的实现》文中研究指明随着人口老龄化和各种交通事故的频繁发生,骨折已成为生活中的常见疾病。骨折手术中,对接骨板的使用量巨大,由于骨折患者的个体化差异,接骨板作为标准件,与患者骨折位吻合性不高,经常需要医生根据经验对其进行二次塑形,由此可能造成接骨板使用寿命缩短等问题。定制接骨板能根据患者骨骼特征和骨折病理形态进行设计和制造,其核心技术是接骨板贴合曲面的构建。这些对医生的曲线曲面分析、建模水平、工程软件使用等能力提出较高的要求,限制了接骨板定制技术的使用和推广。论文设计开发了一个定制接骨板的软件平台,重点对接骨板贴合曲面的快速构建进行了研究。研究考虑了患者骨骼状态和医生群体的使用习惯,设计出贴合患者骨骼的定制化接骨板贴合曲面。主要研究工作包括:（1）提出面向医生用户群体的病灶感兴趣区域选取方法。该方法包含轮廓线策略和中心线参考曲线策略,用于在骨骼表面精确选取感兴趣区域轮廓。根据设计对象的形状,设计了矩形、椭圆、基于Bezier曲线的自由形状和基于三次样条插值曲线等选取工具,以提高选取效率;对感兴趣区域的骨骼模型进行局部纹理处理,通过动态纹理构造和基于视线的线性计算,建立模型特征点与二维纹理之间的映射关系,实现局部模型特征点的精确匹配,提高了接骨板贴合曲面与骨骼的吻合程度。（2）提出一种基于骨骼感兴趣区域点云的快速接骨板贴合曲面构建方法。在已获得的感兴趣区域上,对二维平面的感兴趣区域进行不同密度的划分,获得包括轮廓在内的二维特征点;通过射线投射技术,获取骨骼表面三维特征点,作为接骨板贴合曲面的点云数据;使用Bezier曲面算法拟合点云,构建接骨板贴合曲面;利用UG二次开发,编写曲面构建程序,实现曲面的快速构建。在构建过程中对参数的调整可视化进行,曲面构建过程基本自动实现,提高了接骨板贴合曲面构建的效率。（3）开发了定制接骨板贴合曲面构建平台的原型系统。系统基于Unity 3D引擎开发,采用MVC设计框架,实现了接骨板中贴合曲面构建的可视化呈现。系统主要包括文件管理、贴合曲面设计和贴合曲面构建三个模块。能够完成对患者骨骼模型的读取、显示及相关操作数据的保存;实现对接骨板贴合曲面轮廓的选取和点云数据的提取;快速构建接骨板的贴合曲面,定制出接骨板模型,并生成接骨板加工数据。原型系统的运行实例表明,论文所提出的方法能够完成接骨板的精确定制。
蔡怡瑶[4]（2020）在《基于反求工程的下肢骨骼模型的重建及模拟研究》文中研究说明如何有效治疗股骨颈骨折以及改善骨折受伤治疗后出现的股骨头坏死的情况是当代骨科学者研究的热点。反求技术与3D打印技术的结合是生物医学领域重要的应用研究方向,尤其在人体骨骼损伤治疗方面具有十分广阔的应用前景。本文采用匹配对齐的算法修复骨折的股骨,根据反求工程的原理将修复后的股骨与下肢其他骨骼进行表面修复与重建,针对修复后的骨骼模型进行了静力学与动力学数值模拟研究,具体的研究工作如下:（1）基于下肢骨骼的CT数据,采用中值滤波算法、拉普拉斯算法进行滤波处理和锐化处理,并在医学软件Mimics中得到了骨骼三维模型。基于骨骼的三维模型,采用匹配对齐算法修复骨折股骨至正常股骨的状态,利用反求工程的原理重建了包括修复后股骨在内的下肢所有骨骼的三维模型,在Geomagic studio平台对下肢骨骼进行逆向修复处理,得到了较完善的下肢骨骼模型,为静力学和动力学的分析奠定基础。（2）针对修复后得到的模型,基于ANSYS静力学分析仿真环境,设置材料后、划分网格后求解得到了重建的骨骼模型的应变、应力的变化曲线,并与临床结果进行了对比。结果表明模型在特定载荷下的变形与应力场与临床情况相符,验证了模型的正确性。（3）将正常人在行走过程中髋关节、膝关节和踝关节的角度变化数据作为参考数据,建立下肢骨骼的动力学模型,利用ADAMS仿真平台,研究了下肢骨骼各关节的力矩变化规律,并与人体正常行走时的实际数据进行了对比。结果表明,修复后骨骼模型的动力学参数与实际行走参数相符,证实该模型可以满足正常的行走要求。（4）采用3D打印技术中光固化成型的方法,以光敏树脂为材料,制造出修复前后的骨折股骨模型以及修复后的胫骨模型。模型可为医生直观的诊断病情、治疗损伤骨骼、制定术前方案提供理论支撑。
刘武飞[5]（2020）在《B样条曲线的光顺重构研究》文中研究说明针对逆向工程现有的曲线光顺重构技术中很难同时考虑重构曲线的逼近误差和曲线光顺性的问题,论文结合粒子群算法的优势,展开了对曲线光顺重构方法的系统研究,提出了一种3次B样条曲线光顺重构算法及一种任意次数B样条曲线光顺重构算法。针对3次的B样条曲线重构,给出了一种改进的3次B样条曲线光顺重构算法。首先根据B样条曲线的最小二乘拟合模型,分析了已有B样条曲线光顺重构技术中存在的问题;再通过设置不同的光顺性指针建立了曲线的光顺重构模型:采用最小二乘拟合模型拟合出曲线误差满足逼近精度且误差值足够小的初始曲线,得到初始曲率;再基于曲线初始曲率值前的符号变化情况,找出可能导致曲线上出现拐点的曲率符号不良点及不良区域,优先对曲率符号不良点和不良区域进行曲率符号光顺;最后以曲率变化情况为依据,针对曲率变化剧烈点进行曲率变化光顺。且基于曲率差点和最差点处的基函数值为依据,提出了同时调整主、副多个控制点的光顺策略,有效地提高了重构曲线光顺过程的光顺效率;将逼近精度作为粒子群算法的约束条件,对算法中粒子的搜索空间加以限制,对整个光顺进程中产生的重构曲线的曲线误差加以控制。面对任意次数的B样条曲线,在改进的3次B样条曲线光顺重构算法基础上又进行了新的改进。在构造初始曲线的逼近函数中添加描述光顺性的光顺函数,并分别在逼近函数和光顺函数前添加系数因子,通过选取合适的系数因子组合,可以输出满足精度要求且光顺性好的初始曲线。将其作为算法光顺进程的输入可以缩短曲线光顺进程的时间;且基于曲线上点的基函数值分布情况,给出了一种更灵活的控制点调整策略,更进一步地提高了曲线光顺进程的光顺效率。本文提出的两种算法都已经在MATLAB软件上成功编程并得到了实现。在文中给出了多个曲线光顺重构的实例,演示并论证本文算法在曲线曲面重构中的有效性和实用性。
刘阳[6]（2019）在《基于表面细观纹理的钢桥面沥青混凝土铺装抗滑机理研究》文中进行了进一步梳理钢桥面铺装因特定受力环境和使用要求,其表面抗滑性能受到关注。影响沥青混凝土铺装抗滑性能的本质是其表面宏观纹理和微观纹理,而不同尺度纹理受材料设计和施工条件影响,具有明显的随机性和复杂性。现阶段常用的纹理表征参数并不能描述多尺度纹理空间分布特征,路表纹理特征与抗滑性能的量化关系尚待深究。钢桥面铺装行车安全性受轮胎与铺装摩擦特性的影响,基于路表形貌的胎路接触理论有待完善。由于设计阶段对钢桥面铺装抗滑性能的预估不准确,对行车安全造成较大的影响。为此,本文依托国家自然科学基金面上项目“钢桥面铺装细观纹理抗滑机理及性能衰减演化研究”（No.51678146）和东南大学优秀博士学位论文基金（No.YBJJ1680）,通过对路表空间纹理形貌的重构,探究了不同尺度空间纹理对钢桥面铺装抗滑影响机理及性能衰减规律,在轮胎-铺装细观接触摩擦模型研究基础上,构建了适用于钢桥面铺装结构的轮胎-水膜-铺装多相接触模型,并揭示了纹理特征、轮胎运动及流体介质对抗滑性能的耦合作用。论文研究方法为钢桥面铺装行车安全性分析提供了新的技术手段,研究成果初步建立了细观纹理对钢桥面铺装抗滑机理及性能衰减演化影响规律,也为明确安全行车的纹理构造、限速要求及抗滑最佳修复时机等提供了理论依据。首先,采用切片光学扫描技术获得了沥青混凝土试件断面图像,基于Canny边缘检测算法,并结合腐蚀膨胀算法和边缘坐标读取算法,开发了一种沥青混凝土铺装表面纹理轮廓线提取技术,可以有效地保存铺装表面纹理轮廓细节和信息;运用Hilbert-Huang变换技术处理铺装表面纹理轮廓信息,剔除与抗滑性能无关的构造分量,并结合频谱分析方法提出了沥青混凝土铺装表面不同尺度纹理的形貌分布特征参数。其次,设计了钢桥面铺装结构抗滑性能多因素多水平正交试验,获得不同设计、施工条件下钢桥面铺装纹理特征参数和抗滑性能指标参数数据,通过不同尺度纹理形貌分布特征参数与抗滑性能的相关性分析,建立了不同尺度纹理对抗滑性能的影响关系,并在此基础上采用逐步回归方法建立了基于纹理特征参数的动态摩擦系数预测模型;开展了钢桥面铺装设计、施工因素对抗滑性能影响显着性分析,并对抗滑性能影响关键因素进行参数化研究,在此基础上建立了基于GA-BP神经网络的钢桥面铺装抗滑性能评估模型,实现了设计阶段对建成后铺装结构抗滑安全性能的有效评估;采用行车荷载模拟系统MMLS3开展钢桥面铺装室内加速磨耗试验,研究纹理退化与抗滑性能衰减演化的相关性,并建立了钢桥面铺装抗滑性能预测模型。然后,通过单轴拉伸试验和DSR试验确定了橡胶材料的超弹性和黏弹性材料参数,建立了带复杂胎面花纹的子午线轮胎有限元模型,并模拟分析了钢桥面铺装结构轮胎接地特性;采用X-ray CT断层扫描技术和改进最大类间方差自适应阈值算法对钢桥面铺装表面构造特征进行图像处理,并基于逆向体视学理论及体素建模技术,建立了钢桥面铺装三维数值模型,较好地还原了铺装表面细观纹理构造细节;引入Klüppel/Heinrich橡胶摩擦理论揭示了行驶轮胎与钢桥面铺装迟滞摩擦分量产生机制,在此基础上建立了轮胎-铺装细观接触摩擦模型,明确了橡胶滑移速度、橡胶黏弹性能、铺装表面形貌特征等对胎路摩擦影响关系;建立了行驶轮胎与钢桥面铺装相互作用分析模型,并采用压力胶片技术对模型有效性进行了验证,在此基础上通过模拟计算不同工况下轮胎附着系数和制动距离进行钢桥面铺装抗滑行为分析。最后,基于CEL算法建立了轮胎-水膜-铺装耦合分析模型,通过对钢桥面铺装高速行驶轮胎的滑水现象进行模拟,对比分析了不同工况下轮胎的滑水性能,初步建立了轮胎操纵条件、水膜厚度、铺装表面形貌特征等因素对降雨条件下钢桥面铺装行车安全性的影响规律。
罗时杰[7]（2019）在《基于3D打印的矫形器数字化制造研究》文中认为随着人口老龄化程度的加剧,各类生产事故、交通事故的频发以及日常生活中的诸多因素,我国残疾人口逐渐增多,我国社会对矫形器的需求程度也日益加深。矫形器作为一种辅助肢体康复的体外装置,在患者受损肢体的康复治疗以及回归社会方面都发挥着至关重要的作用,但目前我国矫形器的数量和质量与市场需求均存在一定差距,研究矫形器的数字化制造无论从更好地服务患者的目的出发,还是从挖掘矫形器的市场潜力、提高我国矫形器制造水平角度而言,都具有重要意义。基于3D打印的矫形器数字化制造研究主要包括三大任务:（1）矫形器的数字化建模;（2）矫形器的强度分析与结构优化;（3）矫形器的实物制作与评价。在矫形器的数字化建模方面,为解决这一问题,本文在完成采集前的准备工作后,利用三维激光扫描仪获取了患者腕部表面的面片数据,借助VXmodel数据处理软件对扫描数据中的异常面片,孔洞和冗余数据等进行了处理,在此基础上得到矫形器的初步数据模型。针对矫形器的初步模型,结合实际佩戴需要,为避免矫形器挤压尺骨或桡骨而产生疼痛,对模型进行整体向外的偏移和加厚处理。利用矩形域参数化曲面重构的方法,在Geomagic逆向软件的精确曲面功能中,依次提取模型轮廓线、划分曲面片和构造格栅后,重构出腕部矫形器的数字化实体模型。作为重要的辅助器具,矫形器的强度是影响矫形器质量的关键因素。本文在正常佩戴和尺骨附近区域受到突发集中载荷两种情况下对矫形器的强度进行分析,结果表明:在两种情况下,矫形器的最大应力均小于材料的许用应力,强度足够且变形量可忽略不计。在此基础上,对其他7组不同壁厚的矫形器在同等载荷和约束条件的情况下进行分析,根据其性能表现,结合生产效率、制造成本等诸多因素,最终确定4mm作为矫形器的最佳壁厚。为了优化腕部矫形器的结构,在满足强度的基础上,采用基于SIMP法的连续体拓扑优化模型,以最小应变能为目标函数,以不超过原模型体积的45%为约束条件,在ABAQUS中对矫形器的结构进行了优化。以优化结果作为结构设计的指导依据,在矫形器上开设若干通风孔。经验证,开孔后矫形器的强度仍满足要求,且在透气性、耗材和重量等方面更具优势。最后,采用选择性激光烧结技术完成了矫形器的实物制作。经过前处理,生成了可被成型机识别的专用数据文件,在成型阶段借助AFS-500选择性激光烧结成型机完成实物制作并对矫形器进行了后处理。最终结果表明:矫形器可以很好的与患者腕部相契合,佩戴效果良好。整个矫形器的制作耗时与成本较传统的石膏矫形器偏高,但该数字化制造方法适应性强,可用于人体髋部、肘部、颈部等诸多部位,具有一定的推广价值。图52幅,表3个,参考文献62篇
康凯[8]（2019）在《汽车悬架系统中转向零件逆向设计的研究》文中研究指明随着中国制造2025概念的提出,我国正在不断努力争取早日完成从制造大国到制造强国的转变。因此,吸收国外先进的生产技术并在此基础上进行自主的再创新变得十分重要。所以逆向工程（RE）在航空航天、汽车制造、机械设计、医疗卫生等领域引起广泛的关注,同时也成为了工程应用和计算机科学研究的长期目标。逆向工程通过分析实物部件几何形状的特征,从测量的点云数据重建出CAD模型。在过去的二十年,从机械工程的角度论述逆向建模方法和思路少之又少。特别是在汽车制造行业中,当下的逆向设计一般以汽车的覆盖件、内饰件、壳体为主,对于一些承载复杂冲击载荷的,特别是汽车悬架系统中的转向零件的逆向设计并不多见。所以缺乏对这类具有复杂型面零部件逆向设计的具体思路和方法。本文主要研究了汽车悬架系统中的转向节和转向控制臂零件的实体逆向建模技术,归纳并总结了对这种类型零件的快速逆向设计方法。首先通过挖掘机的斗齿点云数据基于Geomagic Design X正逆向软件的环境下用两种方法对其进行逆向设计,一种是基于完整点云数据模型基础上的快速逆向设计方法,另一种是基于零件型面几何特征区域分割的参数化逆向设计方法。最终在Geomagic Control X中进行精度分析,验证了这两种方法都能重建出符合其逆向设计精度要求的实体CAD模型,并且显着提高了逆向设计的效率。然后在此基础上选取汽车悬架系统中具有众多装配位置的转向节零件和具有复杂型面的转向控制臂零件作为研究对象,通过分析两种零件的特点,分别将上述的两种方法应用在这两种零件上。从最初获取点云数据到数据处理再到逆向设计,通过正逆向混合建模的思路,重建出满足工程实际应用的CAD模型。研究结果表明,该方法为汽车悬架中一些复杂铸件的逆向设计提供了一种真实可行的设计思路,同时能够缩短这类零件设计和改进的周期,加快产品的正逆向研发的速率。
崔兆东[9]（2019）在《基于断面的三维地质建模在隧道工程中的应用研究》文中研究指明近些年来,随着国民经济的飞速发展,我国在交通建设领域已经取得了十分瞩目的成就,隧道工程作为交通基础建设领域的控制性工程,在建设复杂性不断加大的同时对施工期的开挖和运营期的维护等技术也提出了越来越高的要求。然而在实际的隧道工程中,地质构造复杂,地质信息众多,面对大量的传统二维图件资料,普通的地质工作者以及隧道设计和施工人员很难全面、准确、直接的了解隧道周围的整体地质情况,难免为隧道工程的建设带来困难与失误。因此,传统的二维工程地质方法已不再适应当前铁路建设快速发展的需要,三维地质建模及隧道模型的可视化技术应运而生。三维地质建模就是以各种原始地质数据为基础,建立能够反映地质体构造形态、构造关系及地质体内部属性变化规律的数字化模型,通过适当的可视化方式,能够展现虚拟的真实地质环境。基于此,论文首先对三维地质建模的整体流程和基于断面轮廓线的建模方法进行了深入的研究,针对目前几种常用局部优化方法的不足,提出了一种适用于复杂断面轮廓线形式下的归一化重构三维地质体表面模型的方法;通过地质体相同属性地层区块单元之间的连接算法建立了模型中所有几何元素之间的拓扑关系;其次,论文对隧道开挖建模算法进行了深入的研究,对隧道断面轮廓线预处理之后在完成了在地质体模型中创建三维隧道模型的工作;最后,为了将三维隧道地质模型进行直观形象的展示,论文对三维可视化技术进行了研究,在基于OSG+Qt搭建的三维组件库环境中开发了三维隧道地质建模及可视化系统,实现了模型的旋转、缩放、分层显示等可视化功能。三维地质建模是一门高度交叉的学科,本文的研究综合利用了工程地质学、空间立体几何学、计算机图形学以及隧道工程中的相关知识和原理,将传统的二维工程地质研究引入到三维空间中,极大地提高了研究的广度和深度。隧道工程作为地下工程建设的重中之重,三维地质建模及其可视化技术的研究对于隧道工程建设的科学性、合理性、安全性具有十分重要的意义,能够在很大程度上满足科研和生产实际的需要,具有极高的研究价值。
周涛[10]（2019）在《拓扑优化结果的多视图参数化几何重构方法》文中研究说明结构拓扑优化设计可以辅助工程师设计性能优良、用料更少的产品,在汽车轻量化设计领域具有重要的工程应用价值。但是,拓扑优化结果存在锯齿状边缘和棋盘格现象,增加了后续形状优化和加工制造的成本与难度。本文提出了一种拓扑优化结果的多视图参数化几何重构方法,可以将拓扑优化结果重构为便于后续处理的参数模型,主要研究内容如下:（1）针对结构复杂的模型,仅用三视图方式不能识别模型的整体结构,提出了基于特征分割方法分割模型的解决方案。使用基于线骨架的特征分割方法可以将结构复杂模型分成多个具有一定语义的简单结构模型,其中部分骨架可以人工辅助修改以得到满意的分割结构。（2）针对结构简单的模型,首先将拓扑优化结果转化为均匀点云,选择投影方向和投影面（包括三视图、局部视图和特定方向视图）,采用正投影方式投影全部或部分点云得到2D视图点云,并提取视图轮廓;然后基于形状几何模板和扩展多边形近似的方法分段重构2D轮廓,并构造选择评价函数确定最佳2D重构轮廓;之后将2D重构轮廓沿投影方向作（笛卡尔坐标或自然坐标）拉伸、旋转等操作得到实体;最后将实体坐标变换到统一坐标系,作布尔运算获得3D重构模型。（3）为提高2D轮廓重构精确性,在2D轮廓分段重构阶段采用轮廓前处理和轮廓后处理。轮廓前处理包括凹凸处理、自适应插点和平滑滤波,可以解决几何模板不能处理凹多边形缺陷,同时提高2D轮廓处理准确度和效率。轮廓后处理包括圆弧、直接和倒角连接3种方案,可以依据优化结果灵活选择,增加了3D重构模型的适应性。（4）使用拓扑优化经典数值算例扭矩梁和桥梁,以及汽车零件控制臂、轮毂和车架的拓扑优化设计进行重构方法的数值验证。重构结果在不显着增加模型体积的前提下,能得到参数化的简单3D模型,降低了拓扑优化结果的后续处理步骤的难度和成本,便于后续的形状优化和加工制造。本文提出了一种拓扑优化结果的参数化几何重构方法,并使用经典优化算例和汽车零件验证了方法的可行性和有效性,为拓扑优化结果的后处理提供了一种解决方案。
二、CT轮廓线数据重构曲面的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CT轮廓线数据重构曲面的方法（论文提纲范文）
（1）废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤岩体力学特性及其变形破裂监测 |
| 1.2.2 覆岩破断力学机制及裂隙演化特征 |
| 1.2.3 裂隙面几何形貌特征及其渗流特性研究 |
| 1.2.4 裂隙煤体孔隙结构及其微观流动特性 |
| 1.2.5 采空区裂隙网络及其渗流特性研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 单轴压缩条件下煤岩体力学特性及破裂演化规律 |
| 2.1 试验试件及设备 |
| 2.1.1 试件制作 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 试验流程 |
| 2.2 单轴压缩抗压强度及变形破坏特征 |
| 2.2.1 应力-应变曲线特征 |
| 2.2.2 单轴抗压强度 |
| 2.2.3 破坏模式 |
| 2.3 煤岩破裂过程中的声发射响应特征 |
| 2.3.1 破裂过程声发射能量分析 |
| 2.3.2 声发射事件分布特征空间演化 |
| 2.4 数字散斑全场应变及动态破裂过程分析 |
| 2.4.1 不同位置标记点变形规律 |
| 2.4.2 破裂过程变形场演化分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 覆岩破断裂隙通道形成机理及其形态特征 |
| 3.1 关键块体结构破断力学机制理论分析 |
| 3.1.1 力学模型的建立及边界条件的确定 |
| 3.1.2 模型内应力分量解析解 |
| 3.1.3 破裂迹线/塑性边界方程 |
| 3.2 主应力场及应变能密度分布特征算例分析 |
| 3.2.1 基准参数选取及计算过程 |
| 3.2.2 应力及应变分量分布特征分析 |
| 3.2.3 不同块体长度的应变能密度分布特征 |
| 3.3 裂隙通道形态及其张开度特征分析 |
| 3.3.1 破裂迹线形态特征分析 |
| 3.3.2 内聚力和内摩擦角对破裂迹线的影响 |
| 3.3.3 不同块体长度的破断裂隙张开度对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三轴加卸载作用下原生裂隙岩体渗流特性研究 |
| 4.1 试验试件及流程 |
| 4.1.1 试件制备 |
| 4.1.2 加卸载渗流试验方案 |
| 4.1.3 试验系统及测试过程 |
| 4.2 裂隙岩体渗流特性分析 |
| 4.2.1 加载路径下渗透压对渗流特性的影响 |
| 4.2.2 卸载条件下围压对渗流规律的影响 |
| 4.3 岩石裂隙面三维形貌特征及渗流路径分析 |
| 4.3.1 三维几何形貌特征 |
| 4.3.2 裂隙面粗糙度参数定量分析 |
| 4.3.3 裂隙面优势渗流路径模拟分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 裂隙煤体三维重构及微细观渗流机理研究 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.1.1 样品采集及试验设备 |
| 5.1.2 裂隙煤体三维重构过程 |
| 5.2 数字岩心微观孔裂隙结构特征 |
| 5.2.1 基于 CT 切片的裂缝分布特征 |
| 5.2.2 三维模型重构及过程分析 |
| 5.3 煤体孔裂隙结构及微细观渗流特性分析 |
| 5.3.1 裂隙单元体三维模型重构 |
| 5.3.2 裂隙单元体孔裂隙分布特征 |
| 5.3.3 裂隙单元体微观渗流模拟分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 废弃矿井采空区裂隙网络水气两相渗流特性研究 |
| 6.1 采空区覆岩裂隙分布特征 |
| 6.1.1 相似模拟实验过程 |
| 6.1.2 覆岩破断裂隙整体形态特征 |
| 6.1.3 采空区块体破断裂隙特征分析 |
| 6.2 基于图像识别的裂隙网络统计分析 |
| 6.2.1 覆岩裂隙提取过程 |
| 6.2.2 裂隙几何参数统计 |
| 6.2.3 统计结果分析 |
| 6.3 采空区裂隙网络水气两相渗流模拟 |
| 6.3.1 裂隙网络几何模型及计算流程 |
| 6.3.2 两相裂隙流控制方程与求解方法 |
| 6.3.3 水气两相渗流计算结果分析 |
| 6.4 结论 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）足部三维有限元建模及其载荷和姿态变化的力学响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 足部生物力学研究概况 |
| 1.2.2 足部有限元模拟研究概况 |
| 1.3 研究内容与组织框架 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 组织框架 |
| 2 基于CT断层扫描技术的足部三维几何重构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 足踝解剖学结构 |
| 2.2.1 足部组成部分 |
| 2.2.2 足部的各局部名称 |
| 2.3 基于CT断层扫描技术医学图像获取 |
| 2.3.1 受试者信息 |
| 2.3.2 断层扫描技术 |
| 2.3.3 扫描固定器设计 |
| 2.3.4 医学图像获取 |
| 2.4 基于Mimics足部三维点云重构 |
| 2.4.1 足部骨骼三维点云重构 |
| 2.4.2 足部皮肤三维点云重构 |
| 2.5 基于Geomagic Wrap足部几何模型创建 |
| 2.5.1 点云阶段处理 |
| 2.5.2 多边形阶段处理 |
| 2.5.3 精确曲面阶段处理 |
| 2.5.4 输出几何模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 足部骨肌系统的有限元建模与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 足部有限元建模 |
| 3.2.1 几何处理 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 韧带添加 |
| 3.2.4 材料参数设置 |
| 3.2.5 接触设置 |
| 3.2.6 工况设置 |
| 3.3 裸足站立仿真与试验验证 |
| 3.3.1 裸足站立仿真 |
| 3.3.2 裸足站立试验 |
| 3.3.3 仿真与试验对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同人体载荷负重下的足部生物力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 载荷工况设置 |
| 4.2.1 模型对象 |
| 4.2.2 工况设置 |
| 4.3 不同载荷仿真结果 |
| 4.3.1 足底压力结果 |
| 4.3.2 组织应力结果 |
| 4.3.3 组织位移结果 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于有限元模型的足部多姿态生物力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 足部多姿态工况设置 |
| 5.2.1 模型对象 |
| 5.2.2 工况设置 |
| 5.3 足部多姿态仿真结果 |
| 5.3.1 跖骨区应力 |
| 5.3.2 足跟骨应力 |
| 5.3.3 足底筋膜张力 |
| 5.4 结果分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）定制接骨板中贴合曲面的构建及其可视化平台的实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 定制接骨板的研究现状和内容 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 研究内容 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文章节安排 |
| 第二章 定制接骨板贴合曲面平台的需求分析 |
| 2.1 接骨板临床需求分析与设计要求 |
| 2.2 功能性需求分析与设计 |
| 2.2.1 功能性需求分析 |
| 2.2.2 功能设计 |
| 2.3 定制接骨板贴合面构建的整体设计 |
| 2.3.1 贴合面构建的流程框架设计 |
| 2.3.2 曲线曲面的构建设计 |
| 2.4 定制接骨板原始数据处理 |
| 2.4.1 骨骼模型数据分析 |
| 2.4.2 骨骼模型的加载与显示 |
| 2.5 定制接骨板贴合面构建的可视化平台设计 |
| 2.5.1 可视化平台的UI框架设计 |
| 2.5.2 人机交互界面的设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 感兴趣贴合曲面的设计策略 |
| 3.1 感兴趣区域的选取策略 |
| 3.2 轮廓线选取策略的研究 |
| 3.2.1 基于矩形选取工具的轮廓线生成方法 |
| 3.2.2 基于椭圆选取工具的轮廓线生成方法 |
| 3.2.3 基于Bezier算法的轮廓曲线拟合方法 |
| 3.3 中心参考曲线选取策略的研究 |
| 3.3.1 基于三次样条插值曲线的选取工具 |
| 3.3.2 轮廓曲线的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 接骨板贴合曲面的构建 |
| 4.1 骨骼模型的纹理映射 |
| 4.1.1 纹理映射的定义 |
| 4.1.2 纹理映射基本原理 |
| 4.1.3 纹理映射方法 |
| 4.1.4 感兴趣区域局部纹理映射实现 |
| 4.2 感兴趣区域内三维点云数据的获取 |
| 4.3 贴合曲面模型的构建 |
| 4.3.1 曲面模型构建基本要求及方法 |
| 4.3.2 基于骨骼表面点云数据的曲面拟合 |
| 4.3.3 拟合曲面的裁剪 |
| 4.3.4 曲面模型构建评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 可视化平台原型系统开发 |
| 5.1 开发环境与系统配置 |
| 5.1.1 开发环境 |
| 5.1.2 系统环境配置 |
| 5.2 接骨板贴合曲面构建的实现 |
| 5.2.1 UI框架的实现 |
| 5.2.2 功能模块的实现 |
| 5.3 原型系统运行实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 程序代码 |
（4）基于反求工程的下肢骨骼模型的重建及模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 反求工程研究现状 |
| 1.2.1 数据采集与处理 |
| 1.2.2 三维重建骨骼研究现状 |
| 1.2.3 3 D打印技术制造修复骨骼 |
| 1.3 论文的内容安排 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第2章 下肢骨骼CT数据的处理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究方法与对象 |
| 2.3 图像采集 |
| 2.4 图像预处理 |
| 2.4.1 滤波处理 |
| 2.4.2 图像锐化处理 |
| 2.5 下肢骨骼CT图像处理 |
| 2.5.1 滤波去噪处理 |
| 2.5.2 锐化处理 |
| 2.5.3 阈值分割与区域增长计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 下肢骨骼模型的修复与重建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 B样条曲线与曲面 |
| 3.2.1 B样条曲线 |
| 3.2.2 B样条曲面 |
| 3.3 NURBS曲线与曲面 |
| 3.3.1 NURBS曲线 |
| 3.3.2 NURBS曲面 |
| 3.4 下肢各骨骼点云处理 |
| 3.4.1 点云的精简与降噪 |
| 3.4.2 点云的匹配对齐 |
| 3.5 下肢各骨骼的曲面重构 |
| 3.5.1 股骨的封装处理 |
| 3.5.2 股骨降噪与删除钉状物 |
| 3.5.3 右股骨的孔洞填充 |
| 3.5.4 右股骨的多边形简化与修复 |
| 3.5.5 股骨的精确曲面 |
| 3.5.6 曲面缝合 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 下肢骨骼模型的静力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元法简介 |
| 4.3 ANSYS Workbench软件简介 |
| 4.4 下肢骨骼模型结构静力学分析 |
| 4.4.1 双脚支撑相 |
| 4.4.2 一只脚虚接地相 |
| 4.4.3 单脚支撑相 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 下肢骨骼模型的动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于拉格朗日方程的动力学 |
| 5.2.1 双腿支撑模式 |
| 5.2.2 一只脚虚接地的双腿支撑式 |
| 5.2.3 单腿支撑模式 |
| 5.3 建立下肢骨骼仿真模型 |
| 5.4 本章总结 |
| 第6章 3D打印制造下肢骨骼模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 3 D打印技术 |
| 6.3 光固化成型技术制造骨骼模型 |
| 6.3.1 光固化成型系统基本原理 |
| 6.3.2 光固化成型的特点 |
| 6.3.3 3D打印股骨和胫骨模型 |
| 6.4 本章总结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录 |
（5）B样条曲线的光顺重构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 逆向工程概述 |
| 1.3 逆向工程的应用 |
| 1.4 逆向工程中的曲面重构技术 |
| 1.4.1 曲面光顺重构技术 |
| 1.4.2 曲线光顺重构技术 |
| 1.5 选题背景及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 曲线光顺重构技术的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据获取方式 |
| 2.3 基于B样条曲线的重构技术 |
| 2.3.1 B样条曲线 |
| 2.3.2 曲线的逼近拟合 |
| 2.3.3 B样条曲线的最小二乘重构 |
| 2.3.4 关于曲线的光顺性评价 |
| 2.4 实例分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于PSO的3次B样条曲线光顺重构技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于PSO的3次B样条曲线光顺重构 |
| 3.2.1 光顺模型建立 |
| 3.2.2 粒子群算法(PSO) |
| 3.2.3 控制点调整策略 |
| 3.2.4 基于PSO的曲线光顺重构过程 |
| 3.3 光顺重构中的误差分析 |
| 3.4 应用实例 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于PSO的改进光顺重构技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 B样条曲线的光顺重构 |
| 4.2.1 光顺模型 |
| 4.2.2 控制点调整策略 |
| 4.2.3 基于PSO的光顺重构过程 |
| 4.3 光顺重构中的误差分析 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 B样条曲线光顺重构实例及其应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 软件介绍 |
| 5.2.1 MATLAB软件简介 |
| 5.2.2 Imageware软件简介 |
| 5.3 实例应用 |
| 5.3.1 叶片模型重构方案制定 |
| 5.3.2 叶片模型重构截面轮廓线数据的获取及预处理 |
| 5.3.3 重构轮廓线数据 |
| 5.3.4 CAD模型的生成 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于表面细观纹理的钢桥面沥青混凝土铺装抗滑机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 沥青路面纹理形貌及分布特征研究概况 |
| 1.2.2 沥青路面抗滑性能评估及衰减演变规律研究概况 |
| 1.2.3 橡胶轮胎与沥青路面摩擦行为研究概况 |
| 1.2.4 降雨天气下沥青路面抗滑性能研究概况 |
| 1.2.5 研究现状分析 |
| 1.3 主要研究内容及技术方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 拟采取的技术路线及研究实施方案 |
| 第二章 钢桥面沥青混凝土铺装表面纹理随机性分布表征 |
| 2.1 钢桥面铺装用沥青混凝土设计 |
| 2.1.1 悬浮密实型环氧沥青混凝土EA |
| 2.1.2 骨架密实型环氧沥青混凝土VS-EA |
| 2.1.3 钢桥面铺装封层组合结构 |
| 2.1.4 钢桥面铺装用抗滑薄层罩面结构 |
| 2.1.5 钢桥面铺装用SMA改性沥青混凝土 |
| 2.1.6 小粒径大孔隙环氧沥青混凝土 |
| 2.2 沥青混凝土铺装表面纹理测试方法研究 |
| 2.2.1 基于数字图像处理技术的细观纹理构造特征研究方法 |
| 2.2.2 CCD扫描数字图像采集及表面纹理轮廓线提取 |
| 2.3 沥青混凝土铺装表面纹理表征方法研究 |
| 2.3.1 沥青混凝土铺装表面纹理轮廓线预处理 |
| 2.3.2 基于Hilbert-Huang变换技术的铺装表面纹理形貌表征 |
| 2.3.3 基于频谱分析技术的铺装表面纹理分布表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于路表纹理细观特征的钢桥面铺装抗滑性能评估 |
| 3.1 钢桥面铺装表面纹理细观特征参数与抗滑性能相关性分析 |
| 3.1.1 钢桥面铺装用沥青混凝土抗滑性能试验材料 |
| 3.1.2 钢桥面铺装结构抗滑性能多因素多水平影响试验设计 |
| 3.1.3 钢桥面铺装纹理特征参数与抗滑性能相关性分析 |
| 3.2 钢桥面沥青混凝土铺装抗滑性能评估模型研究 |
| 3.2.1 设计施工因素对钢桥面铺装抗滑指标影响关系研究 |
| 3.2.2 基于设计施工要素的钢桥面铺装抗滑性能评估研究 |
| 3.3 基于纹理退化规律的钢桥面铺装抗滑性能衰减演化机理研究 |
| 3.3.1 钢桥面铺装加速磨耗试验及抗滑指标退化测试方案 |
| 3.3.2 钢桥面铺装抗滑指标衰减演化规律分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 行驶轮胎与钢桥面铺装相互作用数值模拟技术研究 |
| 4.1 子午线轮胎有限元模型及其接地特性研究 |
| 4.1.1 材料力学特性及本构模型描述 |
| 4.1.2 子午线轮胎三维有限元模型 |
| 4.1.3 钢桥面铺装轮胎接地行为分析 |
| 4.2 钢桥面铺装三维形貌重构及数值化技术研究 |
| 4.2.1 X-ray CT断层扫描技术 |
| 4.2.2 钢桥面铺装结构三维数值化模型构建方法 |
| 4.3 行驶轮胎与钢桥面铺装抗滑行为分析 |
| 4.3.1 行驶轮胎与钢桥面铺装相互作用分析模型 |
| 4.3.2 不同工况下轮胎与铺装抗滑行为分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于胎路耦合作用分析的钢桥面铺装行车安全评估 |
| 5.1 基于CEL算法的轮胎-水膜-铺装流固耦合分析模型 |
| 5.1.1 CEL算法 |
| 5.1.2 流体分析模型 |
| 5.1.3 轮胎-水膜-铺装耦合分析 |
| 5.1.4 模型有效性验证 |
| 5.2 不同工况下钢桥面铺装轮胎滑水状态分析 |
| 5.3 降雨条件下钢桥面铺装行车安全影响因素分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要研究结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 进一步研究设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）基于3D打印的矫形器数字化制造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、目的与意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题的目的与意义 |
| 1.2 矫形器简介 |
| 1.2.1 矫形器的命名、分类及作用 |
| 1.2.2 矫形器数字化制造现状 |
| 1.3 3D打印技术简介 |
| 1.3.1 3D打印技术原理与特点 |
| 1.3.2 3D打印技术的分类 |
| 1.3.3 3D打印技术在矫形器领域的应用 |
| 1.4 本文的主要研究内容与章节安排 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 |
| 1.4.2 本文的章节安排 |
| 2 腕部矫形器数字模型的获取与重建 |
| 2.1 腕部解剖结构 |
| 2.2 腕部常见损伤 |
| 2.3 腕部矫形器数据采集 |
| 2.3.1 扫描仪及软件系统介绍 |
| 2.3.2 采集准备 |
| 2.3.3 采集原则与结果 |
| 2.4 数据处理 |
| 2.5 基于Geomagic studio的腕部矫形器逆向重构 |
| 2.5.1 逆向重构方法分类 |
| 2.5.2 曲面数学模型 |
| 2.5.3 Geomagic studio逆向建模的思路与方法 |
| 2.5.4 腕部矫形器重建的具体步骤 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 腕部矫形器的强度分析及结构优化 |
| 3.1 有限元分析 |
| 3.1.1 有限元分析的基本原理 |
| 3.1.2 ABAQUS有限元软件介绍 |
| 3.1.3 ABAQUS/CAE功能模块 |
| 3.2 腕部矫形器的力学模型 |
| 3.3 腕部矫形器的有限元分析 |
| 3.3.1 导入几何模型 |
| 3.3.2 赋予属性材料 |
| 3.3.3 完成矫形器装配 |
| 3.3.4 创建分析步 |
| 3.3.5 创建相互作用 |
| 3.3.6 施加载荷和边界条件 |
| 3.3.7 划分网格并提交求解 |
| 3.3.8 分析结果 |
| 3.4 矫形器最佳壁厚的选择 |
| 3.5 矫形器的拓扑优化 |
| 3.5.1 基于SIMP的连续体拓扑优化模型 |
| 3.5.2 优化结果 |
| 3.5.3 结构再设计与强度验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 腕部矫形器的制作与评价 |
| 4.1 SLS选择性激光烧结技术 |
| 4.2 成型前处理 |
| 4.2.1 STL文件的转换与修复 |
| 4.2.2 分层处理 |
| 4.3 激光成型和后处理 |
| 4.4 矫形器的评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 进一步工作建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表学术论文清单 |
| 致谢 |
（8）汽车悬架系统中转向零件逆向设计的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 逆向工程概述 |
| 1.1.1 逆向工程的分类 |
| 1.1.2 逆向工程的应用 |
| 1.1.3 逆向工程关键技术 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究工作背景及意义 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2.曲面重构理论及课题的软硬件环境 |
| 2.1 曲线曲面的数学模型 |
| 2.1.1 Bezier曲线曲面 |
| 2.1.2 B样条曲线曲面 |
| 2.1.3 NURBS曲线曲面 |
| 2.2 本课题应用的扫描设备 |
| 2.3 本课题应用的软件 |
| 2.3.1 Geomagic Design X软件 |
| 2.3.2 UG NX软件 |
| 2.3.3 Geomagic Control X?软件 |
| 2.4 本章小节 |
| 3.斗齿点云的实体快速逆向建模方法 |
| 3.1 斗齿实体重构方法研究 |
| 3.2 斗齿点云数据采集及误差确定 |
| 3.2.1 斗齿点云数据采集 |
| 3.2.2 逆向设计误差确定 |
| 3.3 基于完整点云数据的参数化快速实体逆向建模 |
| 3.3.1 斗齿点云孔洞修补 |
| 3.3.2 斗齿点云销孔位置确定 |
| 3.3.3 斗齿点云实体模型创建 |
| 3.3.4 .斗齿点云实体模型的精度评价 |
| 3.4 基于几何特征约束的斗齿实体逆向建模 |
| 3.4.1 斗齿的上下齿面型面构建 |
| 3.4.2 斗齿的上齿面凹槽型面构建 |
| 3.4.3 斗齿的侧方型面构建 |
| 3.4.4 斗齿的内腔型面构建 |
| 3.4.5 斗齿实体模型的构建 |
| 3.4.6 斗齿点云实体模型的精度评价 |
| 3.4.7 斗齿逆向建模方法比对 |
| 3.5 本章小节 |
| 4.汽车悬架转向节实体快速参数化逆向设计 |
| 4.1 汽车转向节零件概述 |
| 4.2 转向节点云数据采集及误差确定 |
| 4.2.1 转向节点云数据采集 |
| 4.2.2 转向节逆向设计误差确定 |
| 4.3 转向节实体快速参数化逆向设计 |
| 4.3.1 转向节点云数据采集 |
| 4.3.2 曲面实体的重构 |
| 4.3.3 转向节传动轴连接处参数化修正 |
| 4.3.4 转向节销孔处的连接处参数化修正 |
| 4.3.5 转向节参数化的位置 |
| 4.3.6 转向节实体模型的精度评价 |
| 4.4 本章小节 |
| 5.汽车悬架控制臂的实体快速逆向设计 |
| 5.1 汽车悬架控制臂概述 |
| 5.2 悬架控制臂逆向设计误差确定 |
| 5.3 汽车悬架下弯臂逆向设计思路 |
| 5.3.1 下弯臂臂体逆向设计 |
| 5.3.2 下弯臂一体式衬套处参数化逆向设 |
| 5.3.3 下弯臂球铰参数化逆向设计 |
| 5.3.4 下弯臂模型精度分析 |
| 5.3.5 控制臂的静力学分析 |
| 5.4 汽车悬架三角弯臂逆向设计结果 |
| 5.5 汽车悬架下直臂逆向设计结果 |
| 5.6 本章小节 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于断面的三维地质建模在隧道工程中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维地质建模国外研究现状 |
| 1.2.2 三维地质建模国内研究现状 |
| 1.3 三维地质建模在隧道工程中的问题及发展趋势 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法和技术路线 |
| 第2章 三维空间数据模型与可视化技术 |
| 2.1 三维地质建模的方法体系 |
| 2.2 三维空间数据模型 |
| 2.2.1 基于面元表示的模型 |
| 2.2.2 基于体元表示的模型 |
| 2.2.3 基于混合表示的模型 |
| 2.3 三维地质建模方法总结和比较 |
| 2.4 三维可视化技术 |
| 2.4.1 三维可视化技术概述 |
| 2.4.2 三维图形可视化工具 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于断面的三维地质建模方法研究 |
| 3.1 Delaunay三角剖分 |
| 3.1.1 基本理论 |
| 3.1.2 标准Delaunay三角剖分 |
| 3.1.3 约束Delaunay三角剖分 |
| 3.2 断面数据的预处理 |
| 3.3 断面轮廓线建模方法 |
| 3.3.1 断面轮廓线的建模思想及原理 |
| 3.3.2 全局优化方法 |
| 3.3.3 局部优化方法 |
| 3.3.4 基于断面轮廓线建模方法存在的问题 |
| 3.4 复杂断面形式的面模型重构算法 |
| 3.4.1 归一化面模型重构算法的基本思想 |
| 3.4.2 归一化面模型重构算法的具体步骤 |
| 3.4.3 归一化构建无约束Delaunay三角网 |
| 3.5 三维地质模型体生成算法 |
| 3.5.1 二维层状结构地层模型 |
| 3.5.2 三维块状结构地层模型 |
| 3.5.3 地层区块连接算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于断面的隧道开挖建模算法研究 |
| 4.1 隧道开挖轮廓线的预处理 |
| 4.2 断面二维隧道模型的开挖算法 |
| 4.2.1 地层线与隧道轮廓线的求交 |
| 4.2.2 限定约束边的添加 |
| 4.2.3 断面三角网格的优化 |
| 4.2.4 二维隧道模型的生成 |
| 4.3 建立三维隧道模型 |
| 4.4 相邻断面隧道模型分层算法 |
| 4.4.1 三角曲面的求交 |
| 4.4.2 隧道曲面的重构 |
| 4.4.3 隧道曲面的分层 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维隧道地质建模及可视化系统实现 |
| 5.1 开发平台 |
| 5.1.1 计算几何算法库 |
| 5.1.2 OSG嵌入Qt |
| 5.1.3 OSG的渲染与交互 |
| 5.2 系统设计 |
| 5.2.1 系统运行环境 |
| 5.2.2 系统需求分析 |
| 5.2.3 系统设计原则 |
| 5.2.4 系统体系结构 |
| 5.2.5 系统界面设计 |
| 5.3 主要建模过程 |
| 5.3.1 新建地质工程 |
| 5.3.2 装载线路文件 |
| 5.3.5 装载地质横断面文件 |
| 5.3.6 建立三维地质模型 |
| 5.3.7 建立三维隧道模型 |
| 5.4 模型的可视化展示 |
| 5.4.1 模型的旋转 |
| 5.4.2 模型的缩放 |
| 5.4.3 模型的分层显示 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（10）拓扑优化结果的多视图参数化几何重构方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 等值面 |
| 1.2.2 曲面重构 |
| 1.2.3 参数化重构 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 第2章 基于多视图的参数化几何重构方法 |
| 2.1 基于2D视图建3D模型的数学表达 |
| 2.1.1 3D模型的表达方式 |
| 2.1.2 2D视图与3D模型的关系 |
| 2.1.3 空间几何运算 |
| 2.1.4 3D建模实例 |
| 2.2 特征分割 |
| 2.2.1 数字模型的基本定义 |
| 2.2.2 骨架细化 |
| 2.2.3 骨架处理 |
| 2.2.4 特征分割 |
| 2.3 2D轮廓重构 |
| 2.3.1 点云化 |
| 2.3.2 视图选择 |
| 2.3.3 轮廓提取 |
| 2.3.4 轮廓前处理 |
| 2.3.5 轮廓分段重构 |
| 2.3.6 轮廓后处理 |
| 2.4 3D建模 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 多视图参数化几何重构算例 |
| 3.1 扭矩梁的拓扑优化与重构 |
| 3.1.1 制造工艺约束 |
| 3.1.2 扭矩梁拓扑优化 |
| 3.1.3 扭矩梁优化结果重构 |
| 3.2 桥梁的拓扑优化与重构 |
| 3.2.1 桥梁拓扑优化 |
| 3.2.2 桥梁优化结果重构 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 汽车零部件拓扑优化设计 |
| 4.1 控制臂的优化设计与重构 |
| 4.1.1 控制臂拓扑优化设计 |
| 4.1.2 控制臂优化结果重构 |
| 4.2 轮毂的优化设计与重构 |
| 4.2.1 轮毂拓扑优化设计 |
| 4.2.2 轮毂优化结果重构 |
| 4.3 车架的优化设计与重构 |
| 4.3.1 车架拓扑优化设计 |
| 4.3.2 车架优化结果重构1 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结语与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果 |
四、CT轮廓线数据重构曲面的方法（论文参考文献）
- [1]废弃矿井采空区覆岩裂隙导通机理及多尺度渗流特性研究[D]. 张纯旺. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]足部三维有限元建模及其载荷和姿态变化的力学响应分析[D]. 张雷蕾. 中北大学, 2021(01)
- [3]定制接骨板中贴合曲面的构建及其可视化平台的实现[D]. 蔡小娜. 广东工业大学, 2020(06)
- [4]基于反求工程的下肢骨骼模型的重建及模拟研究[D]. 蔡怡瑶. 兰州理工大学, 2020(12)
- [5]B样条曲线的光顺重构研究[D]. 刘武飞. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [6]基于表面细观纹理的钢桥面沥青混凝土铺装抗滑机理研究[D]. 刘阳. 东南大学, 2019
- [7]基于3D打印的矫形器数字化制造研究[D]. 罗时杰. 西安工程大学, 2019(02)
- [8]汽车悬架系统中转向零件逆向设计的研究[D]. 康凯. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [9]基于断面的三维地质建模在隧道工程中的应用研究[D]. 崔兆东. 西南交通大学, 2019(03)
- [10]拓扑优化结果的多视图参数化几何重构方法[D]. 周涛. 武汉理工大学, 2019(07)
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