职业技术学院院级课题申报表.docx
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职业技术学院院级课题申报表
附件2
编号
商丘职业技术学院科研课题
申报表
课题名称:
逆向工程在拖拉机覆盖件造型方法中
的应用研究
课题类别:
一般课题
成果形式:
研究报告
负责人:
职称:
所在部门或单位:
机电工程系
联系电话:
填表日期:
2016年4月20日
科研外事处制
申请者的承诺:
我保证如实填写本表各项内容。
如果获准立项,我承诺以本表为有约束力的协议,遵守商丘职业技术学院的有关课题管理规定,认真开展研究工作,取得预期研究成果。
商丘职业技术学院有权使用本表所有数据和资料。
申请者(签章):
2016年4月20日
填表说明:
一、本表报送一式二份,请用A4纸双面打印,于左侧装订成册。
二、申请者签章处,不得用打印字代替。
三、请按“填写数据表注意事项”的要求,准确、清晰地填写数据表各栏内容;若有其他不明问题,请与商丘职业技术学院科研外事处、高职研究所联系。
四、本表须经课题负责人所在部门领导审核,签署明确意见,承担信誉保证并加盖公章后方可上报。
五、封面的“项目编号”由科研外事处、高职研究所填写。
六、申报类别分重点课题、一般课题。
课题负责人务必根据所负责课题研究的重要性、难易度以及在本研究领域的影响力确立申报类别。
一、课题基本情况
课题名称
逆向工程在拖拉机覆盖件造型方法中的应用研究
申报类别:
B
A重点课题B一般课题
负责人姓名
性别
男
民族
汉
出生日期
1980年8月9日
行政职务
无
专业职称
讲师
研究专长
CAD/CAM
最后学历
本科
最后学位
学士
工作单位
商丘职业技术学院机电工程系
联系电话
办:
宅:
手机:
E-mail:
通讯地址
商丘职业技术学院机电工程系
邮政编码
476100
主要参加者
姓名
性别
出生年月
专业职称或职务
研究专长
学历和学位
工作单位
副教授
数控技术
本科硕士
机电工程系
工程师
自动化
本科硕士
机电工程系
教授
液压技术
本科学士
机电工程系
讲师
数控技术
本科学士
机电工程系
讲师
数控技术
本科学士
机电工程系
课题组
总人数
6 人
高级职称
人数
2 人
中级职称人数
4 人
初级职称人数
0 人
预期成果
B
A.专著B.研究报告C.论文D.专利E.软件F.其它
字数
30千字
申请经费
2
计划完成时间
2017年5月10日
二、课题设计论证
立论依据:
本课题研究的理论价值和实践意义,核心概念的界定,国内外研究现状分析;研究方案:
本课题的研究目标、研究内容、研究方法、研究过程、技术路线和实施步骤、预计完成的成果形式及最终完成时间;本课题拟解决的关键问题和特色创新之处。
(限4000字内)
意义:
科学技术的快速发展、市场的激烈竞争、及人们审美观的提高对产品的设计提出了更高的要求,性能优良、产品多样化、造型美观、更新换代快已成为产品研发的主要目标。
逆向工程是与正向工程相对应的一种产品开发模式,逆向工程是在没有设计图纸的情况下,以现有的产品或模型为蓝本,在消化、吸收的基础上,进行结构、材料、功能的改进与创新,从而开发出新产品的过程。
与传统开发模式相比,逆向工程具有开发速度快、成本低、质量好等优点,尤其适合于复杂曲面造型的设计,可作为快速开发拖拉机造型的支撑技术。
随着计算机技术与计算机辅助设计软件的发展与应用,拖拉机造型设计方法得到了一定的改善。
当前拖拉机产品的设计技术趋于多样化,拖拉机造型的研发手段也朝着多样化的方式发展,然而国内拖拉机造型设计水平与国际先进设计水平相比还存在一定的差距。
国内拖拉机制造业在没有设计图纸、工艺流程等技术文档的前提下,不得不依靠国外实物拖拉机进行消化、吸收国外先进技术,进而再设计。
拖拉机造型设计中采用逆向工程技术对于提升国内拖拉机制造业研发水平、积累设计经验及打造民族品牌具有一定意义。
逆向工程是引进国外先进技术和装备,并进行研究、吸收、消化和创新,进而开发出合乎我国国情的先进产品,形成自己的技术体系的正确途径。
用户对拖拉机造型需求多样化、审美观要求日益提高的现状同现实中拖拉机传统造型之间的矛盾,呼唤优美的拖拉机造型设计。
并且常规的正向造型设计中存在开发、生产周期长、修改量大、模具投入存在风险等问题。
逆向工程能够针对上述问题给予较好的解决。
可以为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息。
为充分利用先进的CAD/CAE/CAM技术对已有的产品进行再创新工程服务。
逆向工程的运用和普及,对加快我国拖拉机行业的发展有重要的意义。
目前对拖拉机造型的设计开发有两种不同的流程:
1.正向工程:
通常是从概念设计到图样再制造出产品。
2.逆向工程:
是和将事物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称。
逆向工程的实现主要有四个步骤:
1.零件原型的数字化2.从测量数据中提取零件原形的几何特征3.零件原形CAD模型的重建4.重建CAD模型的检验与修正。
国外CAD/CAM/CAE技术应用较早,软硬件系统功能强大,逆向工程研究起步较早。
有众多优秀的逆向工程软件,系统的理论、算法和方法。
美国RainDrop公司的GeoMagic逆向工程CAD软件;UGNX中提供ImageWare模块,作为专用的逆向造型开发;DelCam公司开发的DelCopy的软件;PTC公司的Pro/E,韩国INUS公司开发的RapidForm逆向工程CAD软件,法国DassaultSystem公司CATIA软件等都是国外优秀的成熟的逆向工程软件。
Ohio州立大学的三坐标测量技术、自由曲线曲面拟合、数据分块,美国Utah大学的约束的添加、基于特征的模型反求、基于知识的逆向工程,英国Cardiff大学的规则曲面的拟合、约束的识别和添加、B--rep结构的建立等专项技术研究成果奠定了逆向工程的理论基础和提供了常用的逆向工程算法、方法。
目前,国内整体水平落后,不能实现快速原型、加工,车辆开发仍为人机交互的开发模式。
车辆覆盖件等特别复杂的部件研究少,没有形成成熟的系统理论和行之有效的方法。
国内研究过程中使用的优秀的软件均为国外进口软件,缺少系统的、能够满足我国生产需要的逆向工程软件。
国内研究人员跟踪国外的研究理论、算法和方法进行了较多的应用研究,并发表了大量的研究论文。
对三维重构模型的质量评估与品质分析,国内取得了较大的理论成果,并成功应用于汽车车身的开发实践。
要想加快车辆设计、制造的发展水平,就必须加强逆向工程技术的研究、开发,从而对国外的先进技术进行充分的消化、吸收,实现自主创新。
课题研究内容与研究方法:
研究内容:
1.发动机罩逆向数据采集方法
研究在对发动机罩扫描时影响测量精度的各种因素,选择合适的三维测量仪器;分析扫描精度、扫描效率和曲面拟合重构时的拟合精度、曲面拼接光顺性问题,以保证测量精度及测量效率。
2.发动机罩云点数据处理研究
分析发动机罩的结构形状,研究高密度、大容量点云数据的处理技术,包括多次扫描点云的拼接问题,对发动机罩点云的数据进行简化处理,为能够实现快速的曲面重建做好准备工作。
3.发动机罩曲面重建
分析曲面重建的数学表示方法、拟合修改算法、控制参数及曲面重构方法,针对发动机罩曲面形状复杂、结构尺寸大的特点,选择最优解;在保证得到高质量、高精度的曲面模型的情况下,提高发动机罩曲面重建的效率。
4.快速原型制造理论与应用
阐述快速原型制造技术,初步探讨快速模具技术在拖拉机造型开发中的应用。
研究方法:
1.阅读国内外有关逆向工程的大量文献,详细了解国内外专家在该领域的新理论、新方法,系统学习逆向工程的理论知识。
借鉴逆向工程在汽车造型设计中的成熟经验,做好课题的规划,并对研究工作中可能遇到的困难和问题有清晰的认识。
2.在课题研究中,及时总结经验,针对进程中遇到的技术难点,经过缜密的思维,找出较优的解决方案,争取在现实理论或经验的基础上有所突破。
3.借鉴国内外逆向工程数据采集、处理的经验,为提高数据采集效率选用最优方法,以保证数据采集的精度。
4.对点云拼接问题做好预分析、处理,减少工作量。
5.利用逆向工程软件实现云点的数据简化,节省曲面重建时间,并对曲面反复评价、修改,保证其光顺性。
研究目标:
拖拉机覆盖件逆向工程是将拖拉机机身覆盖件油泥模型或实物模型转换成可供CAD/CAM/CAE分析的数学模型的过程。
针对车身覆盖件曲面造型和数字化检测这两个热点,以拖拉机发动机罩为例,经过深入系统的研究,主要得出以下结论:
(1)分析拖拉机造型的发展与演变过程。
总结拖拉机造型设计的特点以及逆向工程在拖拉机造型设计中应用的要点,为拖拉机造型逆向设计提供依据。
(2)通过分析拖拉机传统造型设计方法与现代造型设计方法存在的问题,结合并行设计与产品数据管理在产品造型设计中的应用情况,提出基于逆向工程的拖拉机造型设计方法,对于缩短设计周期,提高设计质量有一定意义。
(3)结合工程实例,研究利用基于逆向工程的拖拉机造型设计技术完成了拖拉机轮罩的数据测量、点云数据预处理、曲面模型重建、模型品质分析及有限元分析,为拖拉机覆盖件的制造奠定基础。
三、完成课题的可行性分析
1.已取得的相关研究成果及其社会评价(引用、转载、获奖及被采纳情况),主要参考文献(相关研究成果、主要参考文献两类限填20项);2.现有的研究工作基础、主要参加者的科研学术背景和人员结构(职务、专业、年龄);3.完成课题的保障条件(如研究的外部条件,研究资料、经费,实验仪器设备,研究时间及所在单位条件等);4.预期成果形式、去向和效益。
(限1500字内)
一由于拖拉机机身覆盖件传统的造型设计方法效率低、难度大,如何采用有效的方法取代传统的造型设计方法,缩短设计周期,提高检测精度是生产厂急待解决的问题。
本文依据拖拉机造型的发展历程,对拖拉机造型的时代特点进行总结,归纳出拖拉机造型设计的特点,阐述了逆向工程在拖拉机造型设计中应用的可行性。
通过对比拖拉机传统造型设计方法与现代造型设计方法的特点,确定了基于逆向工程的拖拉机造型设计流程,并对拖拉机造型设计的软硬件环境进行了分析。
结合拖拉机覆盖件逆向设计实例,利用逆向工程技术,对拖拉机发动机罩的逆向设计和有限元分析进行了应用研究,通过对拖拉机机身覆盖件应用逆向设计,实现了车身覆盖件3D曲面重构,为后续的CAD/CAM及在此基础上新产品的二次开发奠定了基础。
随着现代计算机技术和测试技术的发展,利用计算机辅助技术、先进制造技术来实现产品逆向工程已成为计算机辅助技术领域的研究热点,成为逆向工程技术应用的主要内容。
拖拉机是社会工业文明的产物,是一种重要的农业机械产品,在现代农业文明中发挥更大作用。
随着经济全球化的快速发展,制造业已经发展到跨区域,跨行业,世界经济产业之一。
拖拉机机身是一种新型拖拉机的标志,其设计水平是拖拉机制造业技术水平的重要标志。
特别是在当前拖拉机设计技术趋于成熟,如何有效运用现代设计理论和方法,在短期内快速设计美观的新模式,是提高拖拉机品牌竞争力的重要砝码。
早期的拖拉机设计主要是关于其使用功能的设计,而对拖拉机的设计却很少考虑。
拖拉机造型设计是对拖拉机性能的逐步提高,科学技术的进步,生产规模,人们的审美价值等方面,在逐步上升和发展
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- 职业技术学院 课题 申报
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