逆向设计作为先进产品技术跟踪、技术消化及新产品优化创新的一种重要技术手段,再制造技术让旧的机器设备重新焕发生命活力,这两项技术已被广泛应用于企业生产设计中;然而,受测量手段限制,具有复杂内腔结构先进产品的技术消化、再制造一直是企业面临的难题。工业CT能在无损条件下以切片图像的形式展现被测工件内外结构,为具有复杂内腔结构产品的逆向设计与再制造提供了一种新的技术手段。但是,目前基于工业CT图像的逆向设计与再制造,仍然存在定量分析难、自动化程度低的问题。基于此,课题结合工业CT技术与有限元分析技术,提出了一种工业CT图像直接生成三角网格有限元模型的方法,以实现产品在特定断面或局部的有限元分析;并开发了应用系统模块,实现了操作过程自动化。主要研究内容和工作如下:1)为确保有限元分析的有效性,提出一种精准确定模型边界和节点的方法。首先,采用亚像素边缘检测法识别轮廓线,并确定型值点;然后,采用Bezier曲线拟合的方式生成有限元模型边界;最后,将对偶曲面的思想从位置和法线信息延伸到区域,利用二次误差函数精准确定边界区域的最小化值,并确定模型节点。2)针对目前三角网格剖分存在计算量大、不适用于工业CT图像剖分的问题,提出了一种基于两节点最小距离的三角网格快速剖分算法对Delaunay剖分进行改进,大大提高了网格剖分的效率并能实现工业CT图像生成初始三角网格有限元模型。3)为生成高质量的三角网格有限元模型,提出从角度和拓扑两方面对网格模型进行优化的方法。首先,选用工程实际常用的网格边长比和扭曲角作为三角网格质量评价指标;然后,提出一种插入节点与节点融合相结合的方式进行角度优化;最后,再采用边翻转法对角度规范化的网格模型进行拓扑优化,以获得高质量的三角网格模型。4)基于VS 2016开发平台、Qt5.5和OpenGL图形显示库,开发了一个工业CT图像直接生成三角网格有限元模型的应用系统模块,实现了转换过程的自动化,已成功在企业设计中应用。