基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)*

周小東，成思源，楊雪榮,蔡　闖,李　碩

(廣東工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院 廣東省創(chuàng)新方法與決策管理系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州　510006)

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基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)*

周小東，成思源，楊雪榮,蔡闖,李碩

(廣東工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院 廣東省創(chuàng)新方法與決策管理系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510006)

摘要：對(duì)參數(shù)化的逆向建模技術(shù)和參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)的集成應(yīng)用進(jìn)行了研究，并提出了基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)的流程。首先將掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Geomagic Design Direct逆向軟件中，采用正逆向參數(shù)化建模的方法完成模型的重建，然后導(dǎo)入到Workbench中，建立有限元模型并進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。實(shí)例表明：采用基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，能夠快速對(duì)重構(gòu)后的模型進(jìn)行再設(shè)計(jì)，降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本，為產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。

關(guān)鍵詞：逆向工程；參數(shù)化優(yōu)化；參數(shù)化建模；有限元模型

0引言

逆向工程(Reverse Engineering，RE)是先進(jìn)制造領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)手段，它是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品實(shí)物模型，通過(guò)反向設(shè)計(jì)獲取產(chǎn)品原始設(shè)計(jì)參數(shù)的過(guò)程。運(yùn)用逆向工程可以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,降低了設(shè)計(jì)成本，提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，拓展設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維，同時(shí)對(duì)工藝產(chǎn)品的改良或再開發(fā)設(shè)計(jì)具有高效的便捷性和操作性[1-3]。參數(shù)化的逆向建模技術(shù)能夠快速還原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)可在正向CAD設(shè)計(jì)軟件中實(shí)現(xiàn)再設(shè)計(jì)，而非參數(shù)化的建模方法并不能直接對(duì)模型編輯修改，只能借助變形工具實(shí)現(xiàn)模型的再設(shè)計(jì)。利用計(jì)算機(jī)對(duì)零件進(jìn)行有限元分析也稱作計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)，它包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、仿真和制造在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的綜合系統(tǒng)，其中有限元分析法是運(yùn)用最廣泛的一種數(shù)值方法[4]。本文將參數(shù)化的逆向建模技術(shù)和CAE技術(shù)集成應(yīng)用，能夠提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平和效率，加快產(chǎn)品創(chuàng)新步伐，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

平面連桿機(jī)構(gòu)中最常用的是四桿機(jī)構(gòu)，它的構(gòu)件數(shù)目最少，且能轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)，因此，平面連桿機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械和儀器中獲得廣泛應(yīng)用。在本文中，將選取某一連桿機(jī)構(gòu)中的連桿作為研究對(duì)象，結(jié)合逆向工程和CAE技術(shù)，對(duì)基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。

1基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)

本文對(duì)基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，首先通過(guò)三維測(cè)量設(shè)備獲取原物表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到逆向軟件Geomagic Design Direct中進(jìn)行一系列的預(yù)處理，包括點(diǎn)云著色、采樣、降噪等，把預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)封裝成多邊形網(wǎng)格，再將網(wǎng)格數(shù)據(jù)傳送到設(shè)計(jì)窗口中，根據(jù)網(wǎng)格的表面特征，可以直接提取規(guī)則特征，也可以編輯網(wǎng)格的二維截面線，進(jìn)行參數(shù)化的設(shè)計(jì)，最后重構(gòu)出原物的CAD模型。

通過(guò)逆向工程技術(shù)，獲取實(shí)物的CAD模型，往往根據(jù)需要，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化再設(shè)計(jì)。一般是將重構(gòu)出來(lái)的CAD模型導(dǎo)入到優(yōu)化仿真系統(tǒng)中，建立初始的有限元模型，包括定義材料屬性、網(wǎng)格劃分、施加約束和載荷等，然后加載求解，并指定優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，判斷是否收斂，若收斂則優(yōu)化結(jié)束，否則通過(guò)修改參數(shù)后再進(jìn)行求解。在優(yōu)化結(jié)束以后，還應(yīng)該對(duì)選定的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量進(jìn)行一次有限元分析，以驗(yàn)證其是否滿足設(shè)計(jì)要求?；谀嫦蚬こ痰膮?shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要流程圖如圖1所示。

圖1　基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

2基于連桿的參數(shù)化逆向建模

2.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理和網(wǎng)格的生成

在本文中研究的對(duì)象是某機(jī)構(gòu)中的連桿，表面主要以二次曲面為主，而數(shù)據(jù)獲取是逆向建模過(guò)程中的首要部分。本文所用測(cè)量設(shè)備是Hexagon公司的Romer Infinite 2.0系列關(guān)節(jié)臂和Perceptron公司的ScanWorks V4i激光掃描頭，測(cè)量精度為0.024mm[5]，掃描數(shù)據(jù)如圖2所示，掃描并獲得表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖3所示，然后將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到逆向軟件Geomagic Design Direct中，為點(diǎn)云著色、采樣、降噪、封裝等一系列處理，最后得到連桿網(wǎng)格化后的模型如圖4所示。

圖2　掃描數(shù)據(jù)

圖3　連桿的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

圖4　連桿表面網(wǎng)格化

2.2基于Geomagic Design Direct的逆向建模

在本文中運(yùn)用到的逆向工具是Geomagic Design Direct，它是一款新的正逆向混合建模軟件。Geomagic Design Direct的建模優(yōu)勢(shì)在于其融合了逆向建模技術(shù)和正向設(shè)計(jì)方法的長(zhǎng)處，具有強(qiáng)大的基于三維網(wǎng)格面模型的截面線特征與規(guī)則特征的提取編輯功能，以及基于二維截面與實(shí)體特征的正向設(shè)計(jì)建模功能。可以直接對(duì)原始掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何形狀重構(gòu)得到原產(chǎn)品的實(shí)體CAD模型，能夠準(zhǔn)確還原原始的設(shè)計(jì)意圖，并通過(guò)正向建模工具對(duì)實(shí)體特征及其相互之間的約束關(guān)系進(jìn)行編輯修改以實(shí)現(xiàn)再設(shè)計(jì)。在Geomagic Design Direct中混合建模流程如圖5所示。

圖5　Geomagic Design Direct混合建模流程

基于Geomagic Design Direct的逆向建模，所提取的特征為參數(shù)化的特征，有利于實(shí)體的再設(shè)計(jì)過(guò)程，從流程圖的再設(shè)計(jì)部分，可以看出，在軟件中能快速的提取特征、繪制草圖、調(diào)節(jié)尺寸、新建2D繪圖以及更多操作，較非參數(shù)化的逆向建模過(guò)程，提高了實(shí)體建模的效率。

選擇Geomagic Design Direct中在草圖模式下，通過(guò)提取二維截面輪廓線對(duì)其主要輪廓進(jìn)行編輯，可完成參數(shù)化的設(shè)計(jì)，如圖6所示，然后選擇“拉動(dòng)”命令，將編輯的截面線向同一方向拉動(dòng)，如圖7所示，最后選擇“組合”工具，對(duì)其進(jìn)行布爾運(yùn)算，完成連桿三維模型的重構(gòu)，如圖8所示。

（1）產(chǎn)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，城鎮(zhèn)化又是產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，隨著信息技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，信息產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。信息產(chǎn)業(yè)中的高新技術(shù)能夠提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又能夠促進(jìn)城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而提高城鎮(zhèn)勞動(dòng)生產(chǎn)率、帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，所以在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，要注重加強(qiáng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，充分利用信息產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力條件，加快城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)程。

圖6　編輯連桿的截面線

圖7　拉動(dòng)后的實(shí)體特征

圖8　重構(gòu)后的連桿模型

3連桿的有限元分析

有限元法就是把一個(gè)原先的連續(xù)體劃分成有限個(gè)相互關(guān)聯(lián)的單元,單元的節(jié)點(diǎn)通過(guò)承載等效力來(lái)代替實(shí)際所受載荷,所有單元響應(yīng)之和就是整體響應(yīng)的描述[6]。一般情況下，CAD設(shè)計(jì)軟件得到的零件需要通過(guò)通用的數(shù)據(jù)格式才能導(dǎo)入專業(yè)的CAE分析軟件，通常這種轉(zhuǎn)換會(huì)使原文件的數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生破面等問(wèn)題，直接影響后續(xù)的CAE分析[7]。在逆向軟件Geomagic Design Direct中將完成重建后的連桿模型保存為通用的格式，例如X_T、STL、IGES等，然后導(dǎo)入到Workbench中，因其能與大部分的CAD模型直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，避免了數(shù)據(jù)的丟失，因而能夠直接處理。

3.1有限元網(wǎng)格的劃分

在有限元分析過(guò)程中,網(wǎng)格劃分是有限元分析的關(guān)鍵步驟，網(wǎng)格劃分的好壞直接影響到有限元分析的精度和效率[8-9]。將連桿重構(gòu)后的CAD模型導(dǎo)入到Workbench中，隨即在Workbench中會(huì)建立一個(gè)關(guān)于連桿仿真的文件，針對(duì)該零件選用的是六面體(Hex)單元，它相對(duì)與四面體單元具有更好的力學(xué)性能，在達(dá)到同一精度的情況下，六面體單元的數(shù)目遠(yuǎn)小于四面體。網(wǎng)格劃分的效果如圖9所示。

圖9　網(wǎng)格劃分的效果

3.2定義邊界條件

邊界條件約束可消除整體模型的剛性位移和確定位移函數(shù)在邊界上的初始條件[10]。需要根據(jù)實(shí)際工況對(duì)其進(jìn)行約束和施加載荷，選擇工況4500r/min，根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算時(shí)選用最大受力為4000N，一端施加圓柱面約束，則另一端施加載荷，模擬連桿受力情況。

3.3求解并查看結(jié)果

完成以上的步驟后，在solution中選擇要計(jì)算的等效應(yīng)力和形變?cè)茍D。在結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析中，主要判斷指標(biāo)是零件受到的最大應(yīng)力不大于其許用應(yīng)力，求解后的等效應(yīng)力和形變?cè)茍D分別如圖10和圖11所示。通過(guò)分析云圖，在連桿受力的一端，在其所在圓柱面的上下端面受到的應(yīng)力最大為96.65MPa，連桿材料45號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度為250MPa[11]，故滿足安全要求。最大的形變出現(xiàn)在受力端的端面，從圖中可以看出其值很小，滿足使用的要求，整個(gè)重構(gòu)后的零件滿足結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的要求，通過(guò)逆向工程技術(shù)來(lái)還原連桿的原始的CAD模型，滿足了實(shí)際的使用要求，同時(shí)可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖10　連桿等效應(yīng)力云圖

圖11　連桿形變?cè)茍D

4連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的模型通常有多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)可供調(diào)整，但是每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響程度是不同的，結(jié)構(gòu)優(yōu)化之前首先要確定優(yōu)化模型，而優(yōu)化模型的建立主要包括設(shè)計(jì)變量、約束條件以及目標(biāo)函數(shù)的確定[12-13]。設(shè)計(jì)變量的選擇不僅對(duì)優(yōu)化結(jié)果有一定的影響，也有可能因?yàn)閮?yōu)化迭代過(guò)程不收斂而得不到最優(yōu)值，所以在眾多的參數(shù)中篩選出較好的設(shè)計(jì)變量可以提高優(yōu)化的高效性與準(zhǔn)確性。本文中主要針對(duì)某連桿減少其質(zhì)量的情況下，使連桿的剛強(qiáng)度同樣滿足要求。

4.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過(guò)程

在正逆向混合建模軟件Geomagic Design Direct中重構(gòu)出的實(shí)體模型，并不能直接導(dǎo)入到Workbench中進(jìn)行參數(shù)化優(yōu)化，需要將圖8中重構(gòu)出的連桿模型導(dǎo)入到Solidworks、Pro/e等正向軟件中，修改其關(guān)鍵尺寸參數(shù)名稱，加上前綴ds_后才能被Workbench識(shí)別，用以后續(xù)對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。圖12為在Workbench環(huán)境下連桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖。A模塊表示結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)體部分，連桿的三維參數(shù)化模型是在正逆向軟件Geomagic Design Direct中重構(gòu)出的實(shí)體模型再導(dǎo)入到Workbench中的。B模塊表示靜力結(jié)構(gòu)有限元分析部分，可以添加連桿材料、劃分網(wǎng)格、設(shè)置邊界條件等。C模塊為全局優(yōu)化模塊，通過(guò)查看其中的優(yōu)化解并篩選出目標(biāo)優(yōu)化所需的參數(shù)。

圖12　Ansys workbench優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

根據(jù)實(shí)際情況，在Workbench中選擇圖6中的R和連桿的受力分別作為輸入?yún)?shù)，在Design of Experiments中設(shè)置輸入?yún)?shù)的變化范圍如表1所示，同樣設(shè)置有限元分析結(jié)果中的最大應(yīng)力和最大形變?yōu)檩敵鲎兞俊?/p>

表1　優(yōu)化參數(shù)變化范圍

根據(jù)輸入以及輸出參數(shù)的設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成9組設(shè)計(jì)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)計(jì)算9組設(shè)計(jì)點(diǎn)的最大應(yīng)力和最大形變?nèi)绫?所示。

表2　設(shè)計(jì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入與輸出參數(shù)值

在圖12的Ansys Workbench優(yōu)化設(shè)計(jì)流程C模塊中，更新Response Surface后，在Optimization中選擇優(yōu)化方法為Screening，優(yōu)化樣本點(diǎn)數(shù)設(shè)置為1000，在最大應(yīng)力都滿足的情況下，因分析尺寸對(duì)質(zhì)量的影響最大，要求尺寸越大越好，需設(shè)置尺寸的目標(biāo)優(yōu)先級(jí)Objective為Maximize，Importance為Higher，按照以上的優(yōu)化設(shè)置，計(jì)算得到A、B、C三組候選設(shè)計(jì)點(diǎn)如表3所示。

表3　候選優(yōu)化設(shè)計(jì)點(diǎn)

這三組候選設(shè)計(jì)點(diǎn)是通過(guò)插值的方法擬合得到的，計(jì)算結(jié)果僅供參考，要得到準(zhǔn)確的輸出參數(shù)值，則需要把三組候選點(diǎn)作為設(shè)計(jì)點(diǎn)帶入到Workbench中重新進(jìn)行計(jì)算以得到新的設(shè)計(jì)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果。從表3可知，A、B、C得到的目標(biāo)值近似相等，都滿足目標(biāo)要求。本案例中選擇A組候選點(diǎn)，其受到的最大應(yīng)力在三組中也最小，同時(shí)為了方便產(chǎn)品的制造，取P5=6.5mm，計(jì)算時(shí)，取P2=4050N。

4.2優(yōu)化結(jié)果分析

取P5=6.5mm，P2=4050N，并將各值返回到Parameter Set中，把改點(diǎn)設(shè)置為設(shè)計(jì)點(diǎn)并置于當(dāng)前，更新計(jì)算新的連桿的三維模型，同時(shí)可以在Workbench中查看新模型的應(yīng)力和形變?cè)茍D。優(yōu)化后連桿應(yīng)力云圖如圖13所示，形變?cè)茍D如圖14所示。從圖中可以看到優(yōu)化后的最大應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)材料的許用應(yīng)力，最大形變量也很小，從Workbench中查看到連桿的質(zhì)量從原來(lái)的0.196kg降低到現(xiàn)在的0.181kg，整個(gè)連桿的的質(zhì)量減輕了0.015kg，為連桿的制造節(jié)約了材料，整個(gè)優(yōu)化的過(guò)程，滿足優(yōu)化目標(biāo)。

圖13　優(yōu)化后的連桿應(yīng)力云圖

圖14　優(yōu)化后的連桿形變?cè)茍D

5結(jié)論

本文以常用的某平面機(jī)構(gòu)中的連桿為例，對(duì)基于逆向工程的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。通過(guò)逆向參數(shù)化建模的方法能夠快速還原實(shí)物的設(shè)計(jì)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上導(dǎo)入到Workbench中進(jìn)行參數(shù)化的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將逆向工程中參數(shù)化建模和參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)兩種技術(shù)結(jié)合，為產(chǎn)品的改進(jìn)和創(chuàng)新再設(shè)計(jì)提供新的思路，同時(shí)對(duì)逆向工程技術(shù)的集成應(yīng)用有一定的借鑒意義。其主要的優(yōu)勢(shì)有：

(1)參數(shù)化的逆向建模技術(shù)能夠方便修改重構(gòu)后的CAD模型，有助于產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)；

(2)參數(shù)化優(yōu)化技術(shù)有利于對(duì)逆向建模后的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化再設(shè)計(jì)；

(3)加快了產(chǎn)品的開發(fā)效率，節(jié)約了設(shè)計(jì)和制造成本。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 蔡克中, 鐘硯濤.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用[J].包裝工程，2006,27(3)：156-158.

[2] 劉溪涓，劉鏑時(shí).數(shù)字化設(shè)計(jì)制造應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3] 孫文濤，董斌.產(chǎn)品設(shè)計(jì)中逆向工程技術(shù)應(yīng)用研究[J].包裝工程，2014，35(12):80-83.

[4] 譚澤飛.計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J].森林工程，2005，21(3)：66-69.

[5] 成思源.逆向工程技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)[M]． 北京: 電子工業(yè)出版社，2010．

[6] 李彬.橋式起重機(jī)小車架參數(shù)化有限元分析方法研究[D].太原：中北大學(xué)，2014.

[7] 仇燦華,成思源,張湘?zhèn)?等.基于反求工程技術(shù)的零件有限元分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009(9):35-36.

[8] 韓江,孟超,姚銀鴿,等.大型數(shù)控落地鏜銑床主軸箱的有限元分析[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009(10):82-84．

[9] 叢明，房波，周資亮.車-車?yán)瓟?shù)控機(jī)床拖板有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)機(jī)械工程，2008,19(2):208-213．

[10] 阮帥帥,譚丕強(qiáng),崔淑華.發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2011,33(5):110-113.

[11] 雷潔.基于彈性接觸理論的連桿機(jī)構(gòu)有限元分析[J].技術(shù)研發(fā),2014(20):46-47.

[12] 劉凱.基于仿真的沖壓件結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其成形預(yù)測(cè)[D].廣東:廣東工業(yè)大學(xué),2014.

[13] 余聯(lián)慶,梅順齊,杜利珍,等.ANSYS 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn),2007,5(3):76-77.

(編輯李秀敏)

Parametric Optimization Design Based on Reverse Engineering

ZHOU Xiao-dong，CHENG Si-yuan，YANG Xue-rong，CAI Chuang，LI Shuo

(College of Electromechanics Engineering, Key Laboratory of Innovation Method and Decision Management System of Guangdong Province, Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)

Abstract：To study the integrated application of Parametric modeling technology of reverse and parametric optimization design, and the process of parametric optimization design based on reverse engineering was proposed.Firstly, the point cloud data was obtained by scanning which was then imported into Geomagic Design Direct reverse software, and the model was reconstructed by using forward and reverse parametric modeling methods.Then the model was imported into Workbench, the finite element model was constructed for further optimization calculation . Examples show that the method of parametric optimization design based on reverse engineering was adopted, which the reconstructed model redesign was accelerated, the cost of product development was reduced and a new train of thought for innovation design of products was provided.

Key words：reverse engineering; parametric optimization; parametric modeling; finite element model

中圖分類號(hào)：TH166;TG506

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：周小東(1991—)，男，湖北隨州人，廣東工業(yè)大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)槟嫦蚬こ碳夹g(shù)和仿真優(yōu)化設(shè)計(jì),(E-mail)zhouxiaodong605@163.com。

*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51105078)；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2012B091100190)；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011A060901001，2013B061000006)；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2013J4300019)

收稿日期：2015-05-05；修回日期：2015-06-03

文章編號(hào)：1001-2265(2016)03-0037-04

DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.03.010