基于逆向工程的復雜人機曲面的建模和優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著社會的進步,現(xiàn)在物品的設計不僅要滿足其功能的要求還要滿足美觀性的要求,故產品的外形優(yōu)化設計已經是現(xiàn)在科研人員研究的主要內容。本文以逆向工程為前提,人機工程學、能量法和曲線曲面光順理論等多學科為理論基礎,改進的遺傳蟻群算法為優(yōu)化算法,研究座椅后背曲線曲面的造型及其光順,從而得到更加符合實際產品外形的曲線曲面。利用多學科優(yōu)化方法分析曲線曲面造型及光順的應用在目前在這個領域中應用還是比較少的,所以對于復雜人機曲面的研究還有許多問題,因此有

2、待我們進一步研究。
　　針對復雜人機曲面造型中的許多問題,本文的主要研究內容如下:
　　1.利用接觸式測量儀對復雜后背柔性曲面測量方法研究
　　由于后背復雜曲面的數(shù)據(jù)點時根據(jù)接觸式測量儀得到的,如果直接用接觸式測量儀對后背進行測量,這樣得到的數(shù)據(jù)點是不準確的,針對這個問題本文提出的研究方法是制作一個后背的石膏模型,把柔性曲面轉換成剛性曲面,再對該石膏模型進行測量取點,這種方法能夠節(jié)省測量時間并且能夠避免柔性曲面測量時出

3、現(xiàn)的彈性誤差。
　　2.基于能量法模型建立時,目標函數(shù)由“雙變單”的研究
　　在對復雜人機曲面進行優(yōu)化時,必須要同時保證曲面的光順性和人體的舒適性,這就需要研究如何把雙目標函數(shù)轉換成單目標函數(shù),也就是使復雜人機曲面在滿足人體舒適性的前提下,還要具有曲面的光順性。本文提出的研究方法是對于人體舒適度要求較高的點云(肩部、腰部),在進行曲線曲面擬合光順時,保證這些點云位置不變,這樣就能同時滿足曲面光順性和人體舒適性。
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4、.改進遺傳蟻群算法的研究
　　針對曲線曲面光順算法,本文提出了一種改進的遺傳蟻群算法,該算法結合了傳統(tǒng)的遺傳算法和蟻群算法各自的優(yōu)點,在適應度函數(shù)、交叉、變異、收斂性等方面做了改進,并且應用了能量法中的最小能量原理,該方法較傳統(tǒng)優(yōu)化方法在優(yōu)化速度和計算精度等方面都有顯著的改善。
　　通過分析復雜曲面優(yōu)化后的結果,證實本文的研究方法提高了曲面的光順性,本文的研究還可以應用到其它復雜人機曲面中,例如:頭盔、假牙、骨骼等方面,故該