基于全息属性面边图的复杂拓扑不固定特征识别

本项目结合国家大飞机项目的重大实际需求，以飞机整体结构件为研究对象归纳分析复杂拓扑不固定特征识别的特点和难点。提出一种复杂拓扑不固定特征表示方法- - 全息属性面边图，该方法扩展传统面边图的属性信息，增加结点元素类型，能够表示自由曲面和边特征，能更精确和完整地表示各拓扑元素的几何信息。以全息属性面边图为零件特征表示基础，将基于图的特征识别方法和基于痕迹的特征识别方法相结合，以种子面为痕迹，对各类特征用统一算法进行痕迹的检索、扩展和特征组合，能够有效处理自由曲面、碎面、相交特征和边特征，支持高效地交互特征识别。研究成果可直接做为大飞机项目研发的技术储备，在航天、汽车、轮船等行业大型复杂零件特征识别中也具有广阔的应用前景。

本项目针对飞机结构件复杂拓扑不固定特征定义、识别及应用难题，对动态特征理论、基于全息属性面边图的特征识别方法及相关应用技术进行了深入研究。飞机结构件复杂拓扑不固定结构带来工艺的复杂性和多样性。动态特征打破传统静态特征定义，根据工艺的实时调整动态呈现特征在每个工艺阶段的形态和属性，摒除使用特征最终形态作为决策依据的弊端，为零件的设计与制造提供决策支持。基于全息属性面边图的特征识别方法扩展传统面边图的属性信息，增加节点元素类型，能够更精确和完整地表示自由曲面、边特征等各种拓扑元素的几何信息。对各类特征用统一算法有效处理自由曲面、碎面、相交特征和边特征，且支持交互特征识别和多体特征识别。在上述成果基础上开展的基于特征的工艺决策技术、基于特征的数控编程技术、基于特征的在线检测数据生成技术、基于特征的工时预测技术、基于特征的飞机结构件协同设计技术和基于特征的夹具设计技术等应用技术研究为特征理论的应用和推广提供了有效手段。项目相关内容已纳入“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项的重点研究内容。项目成果可推广应用于航天、船舶和汽车等行业大型复杂零件数字化设计制造中。项目共发表和录用学术论文21篇，其中SCI收录7篇次，EI收录14篇次。申请发明专利4项，授权1项。软件著作权2项。培养硕士18名，目前在读博士7名，在读硕士12名。