基于ACIS和HOOPS的快速成形空间布局系统的研究与开发

论文摘要

在快速成形过程中,三维模型在成形空间内的布局直接影响着原型零件的表面质量、成形时间以及加工成本等。论文密切结合工程实际,运用现代优化设计方法,对快速成形技术中的空间布局问题进行了深入的研究,并取得如下研究成果:（1）在深入分析影响布局结果的诸多因素的基础上,以台阶效应最小、成形时间最短和材料利用率最大为目标,构造了多实体互不干涉的多目标优化的数学模型;（2）针对现有的遗传算法的搜索过程慢的局限性,提出了在遗传算法初始化时用空间分解法确定有较好基因的结构个体的方法,有效地加速了搜索过程;（3）在深入研究快速成形技术数据交换接口的基础上,基于VC++编程语言,编写了STL文件的读入接口模块,实现了STL模型文件的读入和显示;（4）.基于ACIS和HOOPS软件开发平台,运用VC++ 6.0开发了面向快速成形技术的空间布局系统的软件原型。本系统主要包括读入STL文件,创建成形箱、遗传算法自动布局、布局结果显示等模块。最后,总结了全文的工作并对进一步的研究作了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• §1-1 课题的背景及意义
• §1-2 布局问题的分类
• 1-2-1 布局空间分类法
• 1-2-2 布局物体分类法
• §1-3 三维布局问题中的布局实体表示方法及优化方法
• 1-3-1 布局问题中实体表示方法
• 1-3-2 布局问题的优化方法
• §1-4 布局问题及遗传算法的研究现状及分析
• 1-4-1 布局问题的研究现状及分析
• 1-4-2 遗传算法的研究现状及分析
• §1-5 论文主要研究内容
• 第二章 快速成形技术
• §2-1 快速成形技术简介
• §2-2 快速成形系统中的数据交换接口
• §2-3 布局在快速成形过程中影响
• 2-3-1 布局对台阶效应影响
• 2-3-2 布局对支撑添加的影响
• 2-3-3 布局对材料利用率与体积误差的影响
• 2-3-4 布局对成形时间的影响
• §2-4 本章小结
• 第三章 布局中的遗传算法
• §3-1 启发式方法概述及其应用
• §3-2 遗传算法
• 3-2-1 遗传算法提出
• 3-2-2 遗传算法基本原理
• §3-3 用遗传算法解决实际问题的一般过程
• 3-3-1 目标函数的确定
• 3-3-2 终止准则
• 3-3-3 防止演化的过早收敛
• 3-3-4 约束条件
• §3-4 本章小结
• 第四章 软件系统开发工具
• §4-1 Visual C++/MFC开发环境
• §4-2 ACIS平台介绍
• 4-2-1 ACIS简介
• 4-2-2 ACIS数据结构
• §4-3 HOOPS介绍
• 4-3-1 HOOPS简介及其与ACIS关系
• 4-3-2 HOOPS的数据结构与组件特性
• §4-4 本章小结
• 第五章 快速成形空间布局系统的开发
• §5-1 面向快速成形布局系统体系结构
• §5-2 面向快速成形布局系统模块功能实现
• 5-2-1 STL文件的读入及显示
• 5-2-2 布局对象干涉检验
• 5-2-3 遗传算法实现自动布局
• §5-3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢