点阵结构在航空航天领域有着巨大的应用潜力,其尺寸精度与功能特性密切相关。工业CT是对三维点阵结构进行尺寸特征检测的最佳选择之一。针对点阵结构的CT扫描数据提出了基于骨架特征的点阵周期性间距测量方法。通过网格收缩算法构建点阵结构的骨架模型。在此基础上,采用模板特征匹配法分离点阵单元并提取点阵单元中心点,实现点阵单元间距的测量。实验结果表明,骨架模板特征匹配法能够实现三维点阵结构内外尺寸特征的测量,具有效率高、稳定性好等优点。

为解决汽车零部件产品设计效率低下、参数传递繁琐等难点,对基于骨架模型的设计过程和方法进行优化,从而有利于在产品设计过程中高效选取骨架模型,实现产品的快速自顶向下设计。从而为设计师节约时间,为企业生产降低成本。通过在SolidWorks中对柴油机高压油管进行的基于骨架模型的自顶向下设计表明,该方法是可行的且可以显著提升设计效率。

为提高设计质量和效率,并满足快速变型设计需求,在Creo软件平台支持下,采用自顶向下设计模式,通过骨架模型、关系式、尺寸约束、特征参照等参数化设计方法,实现设计信息从装配体向子装配体传递,再从子装配体向零件传递的过程。结果表明,该设计方法能有效降低设计出错率和工作重复率,尤其在进行系列化设计时,对关键参数信息调整后再进行模型再生,即可高效完成变型设计。

为了创新液体火箭发动机研制模式，提高数字化设计与制造水平，某液体火箭发动机研制采用了三维数字化协同设计模式。采用自顶向下设计模式和多层骨架方案，建立了发动机骨架模型，实现了无纸化接口协调；基于模型定义技术，将设计、工艺、材料和制造等相关信息全部包含在三维模型中，用三维模型完全取代了传统设计模式中的二维图纸；通过建立IPT开展协同设计，工艺人员并行介入产品设计流程，提前了解产品结构、开展工装设计和工艺模型设计。研究结果表明三维数字化协同设计可显著提高发动机研制效率，缩短研制周期，并为三维数字化制造奠定了坚实基础。

针对现有高速列车车体缺乏对多样化、个性化需求快速响应设计方法的研究,采用Top-down设计思想,提出一种基于约束网络的高速列车车体关联设计方法。通过关联设计实现装配信息变更影响在车体多层级骨架模型中自顶向下自动传递,并建立约束网络模型关联产品功能、性能、结构等多域特征信息,实现需求驱动的高速列车车体快速设计。以某车体侧墙模块设计为例,验证了该方法不但实现需求驱动的车体快速设计,而且通过建立显式的多域特征信息影响传播机制,保证多域特征参数变更设计的正确性。