逆向重構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-02
逆向重構(gòu)的視頻教程
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逆向重構(gòu)的實(shí)例教程
<p>Abaqus自帶的網(wǎng)格→幾何功能可以將網(wǎng)格面轉(zhuǎn)換成幾何面</p><p>在需要通過(guò)孤立網(wǎng)格生成幾何部件的場(chǎng)景中十分有用：</p><p><strong>1、殼單元直接還原成geometry shell：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%"><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202504/attachment/c13828e7475f4f87a9acbf15811fcd48.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202101/57763babc5e840fe9e5222261b4e920d.gif" title="s1.gif" alt="s1.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202101/57763babc5e840fe9e5222261b4e920d.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202101/57763babc5e840fe9e5222261b4e920d.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40
展開(kāi) 導(dǎo)出拓?fù)浜蟮腟TL格式的模型，在UG中進(jìn)行逆向重構(gòu)。將重構(gòu)后的模型進(jìn)行靜力分析，邊界條件和原始模型一致。
5、對(duì)比優(yōu)化前和優(yōu)化后的模型，應(yīng)力變化不大，表明此優(yōu)化方法可行。
6、對(duì)優(yōu)化后的三角支板進(jìn)行增材仿真，采用SLM方法實(shí)現(xiàn)。
流程圖如下，第一個(gè)瞬態(tài)熱分析為增材過(guò)程中的邊界施加，第二個(gè)瞬態(tài)熱分析為熱處理，之后是靜力分析。
7、查看全局最大溫度為1260℃，材料Ni718的熔化溫度為1260~1320℃，因此參數(shù)設(shè)置存在一定問(wèn)題，后續(xù)可調(diào)節(jié)掃描速度和對(duì)流系數(shù)，本文暫不做修正。
8、對(duì)增材制造過(guò)程進(jìn)行溫度場(chǎng)分析和靜力學(xué)分析，查看變形和應(yīng)力分布?？芍?，在增材過(guò)程中，最大的應(yīng)力主要分布于基板和零件的結(jié)合處，最大變形位置位于三角支板前緣處，符合實(shí)際。
9、對(duì)優(yōu)化后的三角支板利用Cura軟件進(jìn)行切片，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，最后導(dǎo)出G代碼，在3D打印機(jī)中進(jìn)行增材制造。
10、最后對(duì)比優(yōu)化前后及最終實(shí)物如圖：
拓?fù)鋬?yōu)化過(guò)程，增材仿真過(guò)程，3D打印過(guò)程請(qǐng)看視頻
展開(kāi) 摘 要：逆向設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中比較常用的方法,通常應(yīng)用于整車(chē)及零部件外觀(guān)設(shè)計(jì)中,文章首先介紹逆向設(shè)計(jì)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要性,同時(shí)指出逆向設(shè)計(jì)與正向設(shè)計(jì)的不同之處,其次詳細(xì)描述CATIA軟件通過(guò)點(diǎn)云預(yù)處理、網(wǎng)格化、模型重構(gòu)等工作流程,完成實(shí)體零部件到三維數(shù)據(jù)的逆向設(shè)計(jì)工作,最后針對(duì)三維數(shù)模進(jìn)行工藝可行性分析,發(fā)掘現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題改進(jìn)點(diǎn),提升產(chǎn)品品質(zhì)。
關(guān)鍵詞：汽車(chē)造型;點(diǎn)云數(shù)據(jù);模型重構(gòu);逆向設(shè)計(jì);正向設(shè)計(jì);
引言
當(dāng)前人們生活節(jié)奏日新月異，汽車(chē)作為人們一個(gè)重要的消費(fèi)品，汽車(chē)廠(chǎng)家的競(jìng)爭(zhēng)愈加劇烈，各大主機(jī)廠(chǎng)為了短周期、低成本生產(chǎn)出各具特色且有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，常規(guī)的正向開(kāi)發(fā)方法很難滿(mǎn)足復(fù)雜產(chǎn)品的更新迭代，逆向設(shè)計(jì)由此產(chǎn)生。逆向設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的再現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有目標(biāo)產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行分析研究，得出該產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、工作原理、工藝流程、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計(jì)要素。初級(jí)的應(yīng)用是直接利用逆向設(shè)計(jì)的結(jié)果，單純仿制或在仿制的基礎(chǔ)上做少量改動(dòng)而開(kāi)發(fā)相似的產(chǎn)品。高水平的應(yīng)用在于對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)分析和借鑒，用于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，或者為加快新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度，以逆向設(shè)計(jì)結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品。
汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中經(jīng)常要對(duì)競(jìng)爭(zhēng)車(chē)型進(jìn)行分析研究，包含外觀(guān)造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)等方面，以確定新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的目標(biāo)值，選擇性進(jìn)行技術(shù)借鑒，有時(shí)為研究和技術(shù)積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，或者規(guī)避自身車(chē)型設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)代表性的車(chē)型進(jìn)行技術(shù)分析，在這些工作中逆向設(shè)計(jì)技術(shù)均得到廣泛應(yīng)用。
1 正向設(shè)計(jì)與逆向設(shè)計(jì)
在國(guó)內(nèi)，一款全新的車(chē)型外觀(guān)正向設(shè)計(jì)周期一般在2-5年時(shí)間。
首先，設(shè)計(jì)師們從各處吸取靈感：收集當(dāng)下潮流信息、了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、思考其他設(shè)計(jì)領(lǐng)域、注重與消費(fèi)者的交流與溝通等。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的思維碰撞，最終得到30-50張?jiān)O(shè)計(jì)草圖。
展開(kāi) 三大優(yōu)勢(shì)
1、一體化集成設(shè)計(jì)
VISI集模具設(shè)計(jì)、制造、逆向工程于一身，數(shù)據(jù)無(wú)縫銜接，避免傳統(tǒng)多軟件切換導(dǎo)致的信息誤差，效率提升50%以上！
2、智能逆向與高級(jí)變形
通過(guò)掃描實(shí)際產(chǎn)品數(shù)據(jù)，一鍵對(duì)比理論模型，精準(zhǔn)定位變形部位。獨(dú)有的反變形補(bǔ)償功能，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)模具修正，讓偏差無(wú)處遁形。
3、全流程覆蓋
無(wú)論是沖壓模、注塑模設(shè)計(jì)，還是2.5軸加工、電火花成型，VISI模塊化功能滿(mǎn)足從建模到生產(chǎn)的全鏈條需求。
如何解決變形難題？
四步搞定
1、數(shù)據(jù)對(duì)比，鎖定變形區(qū)域
利用3D掃描技術(shù)獲取實(shí)際產(chǎn)品數(shù)據(jù)，與理論模型智能比對(duì)，快速定位橙色偏差區(qū)域（如圖示）。
2、逆向建模，重構(gòu)關(guān)鍵曲面
針對(duì)變形部位，通過(guò)VISI逆向功能一鍵生成三維曲面，還原真實(shí)產(chǎn)品輪廓，為修模提供精準(zhǔn)參照。
3、驅(qū)動(dòng)反變形，智能補(bǔ)償
輸入偏差數(shù)據(jù)，VISI自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)償量，直接驅(qū)動(dòng)模具零件進(jìn)行反變形調(diào)整，生成高精度修正模型。
4、驗(yàn)證效果，精度達(dá)標(biāo)
修正后的模具投入生產(chǎn)，實(shí)際產(chǎn)品（紫色）與理論模型高度吻合。大大提升修模效率與準(zhǔn)確率。
應(yīng)用場(chǎng)景：
從汽車(chē)到3C，VISI無(wú)處不在
? 五金沖壓件：解決金屬回彈導(dǎo)致的尺寸偏差；
? 精密塑膠件：消除注塑翹曲，提升外觀(guān)一致性；
? 復(fù)雜曲面模具：逆向工程+變形補(bǔ)償，輕松應(yīng)對(duì)航空航天等高精度需求。
展開(kāi) </p><p>@@@@@@</p><p>基于實(shí)際圖片建立有限元模型是一件非常復(fù)雜的事情，對(duì)于不同的模型空間必須選擇不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn):二維實(shí)際模型的建模核心思想是矢量化，三維實(shí)際模型的建模核心思想是模型重構(gòu)和逆向工程。</p><p>第一，對(duì)于二維圖片，首先獲得一張二維圖片，通過(guò)r2v或Gis等矢量化軟件，設(shè)置合適的灰度閾值進(jìn)行黑白二值化，導(dǎo)出輪廓圖的dxf格式，然后進(jìn)行一系列的格式轉(zhuǎn)化及細(xì)節(jié)處理，最后導(dǎo)入ABAQUS進(jìn)行模型構(gòu)建。</p><p>附上一張二維模型效果圖：</p><div contenteditable="false" width="100%">
見(jiàn)上圖
</div><p>第二，對(duì)于三維實(shí)際模型的建立更加復(fù)雜，首先獲得一個(gè)幾何試樣，然后通過(guò)工業(yè)微CT,獲得很多張截面圖片，然后通過(guò)simpleware等逆向工程軟件進(jìn)行三維模型重構(gòu)，然后直接生成stl三角形面片文件（這樣的文件需要導(dǎo)入hypermesh或其他軟件進(jìn)行實(shí)體化）或者直接生成inp文件，導(dǎo)入ABAQUS進(jìn)行后續(xù)分析。</p><p>附上一張三維模型效果圖：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img title="b.jpg" style="max-width:760px;" alt="b.jpg" src="https://img.jishulink.com/upload/201808/1d021d4c1a0e46f7a66357548e433e78.jpg" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201808/1d021d4c1a0e46f7a66357548e433e78.jpg?
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逆向重構(gòu)的最新內(nèi)容
2、逆向建模，重構(gòu)關(guān)鍵曲面
針對(duì)變形部位，通過(guò)VISI逆向功能一鍵生成三維曲面，還原真實(shí)產(chǎn)品輪廓，為修模提供精準(zhǔn)參照。
3、驅(qū)動(dòng)反變形，智能補(bǔ)償
輸入偏差數(shù)據(jù)，VISI自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)償量，直接驅(qū)動(dòng)模具零件進(jìn)行反變形調(diào)整，生成高精度修正模型。
4、驗(yàn)證效果，精度達(dá)標(biāo)
修正后的模具投入生產(chǎn)，實(shí)際產(chǎn)品（紫色）與理論模型高度吻合。大大提升修模效率與準(zhǔn)確率。
模型重構(gòu)，是最重要的逆向造型過(guò)程，重構(gòu)方案目前主要有三種：
1）以B-Spline或NURBS曲面為基礎(chǔ)的構(gòu)造法;
2)以三角Bezier曲面片為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造法；
3）以多面體面為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造法。
導(dǎo)出拓?fù)浜蟮腟TL格式的模型，在UG中進(jìn)行逆向重構(gòu)。將重構(gòu)后的模型進(jìn)行靜力分析，邊界條件和原始模型一致。
5、對(duì)比優(yōu)化前和優(yōu)化后的模型，應(yīng)力變化不大，表明此優(yōu)化方法可行。
6、對(duì)優(yōu)化后的三角支板進(jìn)行增材仿真，采用SLM方法實(shí)現(xiàn)。
流程圖如下，第一個(gè)瞬態(tài)熱分析為增材過(guò)程中的邊界施加，第二個(gè)瞬態(tài)熱分析為熱處理，之后是靜力分析。
<p>Abaqus自帶的網(wǎng)格→幾何功能可以將網(wǎng)格面轉(zhuǎn)換成幾何面</p><p>在需要通過(guò)孤立網(wǎng)格生成幾何部件的場(chǎng)景中十分有用：</p><p><strong>1、殼單元直接還原成geometry shell：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%"><img onload="var st=document['create' + 'Element
</p><p>@@@@@@</p><p>基于實(shí)際圖片建立有限元模型是一件非常復(fù)雜的事情，對(duì)于不同的模型空間必須選擇不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn):二維實(shí)際模型的建模核心思想是矢量化，三維實(shí)際模型的建模核心思想是模型重構(gòu)和逆向工程。
