基于三维服装CAD的可展面实现方法

提出了应用单参数平面族的包络实现可展面的方法，在两曲线之间或曲线与曲面之间构造出光滑连续的可展面，使复杂曲面可展化，为其展开遵基础，该方法以计算机辅助服装原型设计过程中前片服装原型的可展化作为应用实例，取得理想结果。     

基于物理模型的参数化曲面展开

提出一种基于物理模型的参数化曲面展开方法 .对被展曲面进行三角化并将其映射到一个初始二维片上 ,初始平面映射与已三角化的被展曲面具有相同的拓扑结构 ;利用已建立起的一个基于物理可变形模型来将三维曲面展开为二维片 ,在展开的过程中 ,曲面展开的局部精度很容易控制 ;然后 ,采用插值函数及彩色能量分布图来表示弹性变形能量分布 ,从分布图中可找出曲面展开的剪开线 ,从而能有效解决 CAD/ CAM中的曲面展开问题     

基于Loop细分方法的曲线插值

生成带有曲线插值约束的细分曲面,提出基于Loop细分方法的曲线插值方法,不需要修改细分规则,只需以插值曲线的控制多边形为中心多边形,向其两侧构造对称三角网格带,该对称三角网格带将收敛于插值曲线.因此,包含有该三角网格带的多面体网格的极限曲面将经过插值曲线.运用本方法可在三角网格生成的细分曲面中插值多条不相交的曲线.     

基于离散化的复杂曲面建筑网格划分方法

为实现存在裁剪、孔洞的复杂自由曲面建筑网格划分,提出了一种基于离散的、以均匀性为目标的划分方法.将复杂曲面离散并缝合,形成由大量面片组成的离散曲面,作为多个参数曲面的一体化表示.采用改进的误差扩散算法,在离散曲面上按一定的密度进行初始布点.采用基于空间距离的粒子动力松弛算法对点云进行初步均匀化,并应用基于曲面距离的k均值算法进行再次均匀化.对均匀的点云求曲面距离的Voronoi图,并获得相应网格.对网格进行拓扑优化和光顺优化.算例表明,本文算法可有效处理存在裁剪、孔洞的复杂自由曲面,并得到均匀光顺的三角网格.     

基于物理模型的参数化曲面展开

提出一种基于物理模型的参数化曲面展开方法。对被展曲面进行三角化并将其映射到一个初始二维片上，初始平面映射与已三角化的被展曲面具有相同的拓扑结构；利用已建立起所一个基于物理可变形模型来将三维曲面展开为二维片，在展开的过程中，曲面展开的局部精度很容易控制；然后，采用插值函数及彩色能量颁图来表示弹性变形能量分布，从分布图中找出曲面展开的剪开线，从而能有效解决ＣＡＤ－ＣＡＭ中的曲面展开问题。     

基于三边域曲面的数字地面模型重建方法

结合基于四边域的曲样条方法以及简单三角网格方法的特点,提出了采用三边域B－B曲面来描述复杂数字地面模型,给出了快速生成优化的三角网格的算法,实现结果证明该方法简洁有效,同时达到了很好的主观视觉效果,数据处理过程中生成的STL格式文件可以直接有于快速模型制作。     

轿车后三角玻璃及包边的重构与拼接

为了检测轿车后三角包边玻璃与标准样件之间的误差,提出包边玻璃点云参数化重构和拼接方法.根据后三角包边玻璃的测量要求,在获得其点云已消噪的情况下,应用B样条法构造出玻璃双二次加权曲面参数方程.根据过渡曲面一阶导数连续的性质,导出交于公共边界的控制网格矢量之间的关系,研究其不同分片曲面之间的光滑拼接方法,并举例验证方法的有效性.检测结果表明,重构曲面经过分层切片,可以用于检验与标准样件之间的误差,而且该算法运算量较少,精度可控制.     

船体三维曲板展开方法多目标优化模型

为了有效推进无余量造船的精益造船方法,充分考虑船体三维曲板展开后的板材套料和板材成形等后续工艺环节,基于单元等长展开方法,提出船体三维曲板展开优化模型.以面积误差、边缘线性和平均应变能为目标函数,采用带有启发算子的多目标文化基因算法对船体三维曲板展开优化模型进行求解,基于层次分析法对多组求解所得的方案进行选择,获得最终的展开曲面.通过与测地线法的展开结果进行对比,验证该优化算法的有效性,同时进一步验证了算法中局部搜索算子和启发算子的有效性.     

基于曲面拟合的复杂自由曲面网格划分

为了实现复杂自由曲面的建筑网格划分,将复杂自由曲面拟合成1个曲面,并利用映射法进行网格划分。首先提出基于非均匀有理B样条(NURBS)的线面求交和基于NURBS的面面求交2种方法,获得复杂自由曲面的N×M点云;将N×M点云作为控制点构造NURBS曲面,然后把修剪后的NURBS曲面边界按给定数目或给定长度划分,连接参数域上的边界节点后得到参数域网格,将其映射回空间曲面。对边界处网格进行投影处理以减少曲面拟合出现的边界褶皱及内缩问题。采用加密点阵技术减小曲面拟合的误差。研究结果表明:与多曲面网格划分方法相比,采用曲面拟合及映射法能够得到线条流畅、大小基本一致的网格,具有良好的建筑美学效果。     

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的三角网格模型;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨.其核心思想是:首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量,然后从极限点开始,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨.实例表明该算法稳定、高效、误差小.     

立体表面展开的特征分解法

文章根据将一个空间立体模型展开成二维平面图形时,把立体的表面分解成两大类特征表面——凹面和凸面。并根据此特征,将组成立体的所有表面全部识别出来,而且可以利用计算机绘图的方法,使整个展开过程形象化     

基于弹簧-质点模型的三角网格曲面展开算法及其应用

提出一种自调整初始展开方法,对基于弹簧-质点模型的展开优化算法进行改进,保证其初始展开平面的拓扑完整性.同时,为了防止模型迭代发散,采用对能量释放前后误差进行判断的方法,有效地遏制算法的发散.最后,将算法应用于制造领域,试验结果表明算法可取得较高质量的展开平面.     

面向点云数据的复杂几何模型对象优化方法研究

针对高精度、高保真的点云数据在精简后点云数据重构网格精度降低误差增大的问题,提出了面向点云数据的复杂几何模型对象优化方法.首先通过空间八叉树法建立点云数据和网格的拓扑关系,并利用原始点云到重构网格的距离确定网格的误差,以目标精度为阈值,然后利用增点法对面片进行划分,最后根据插入点算法重新定位插入点.实验验证表明：利用该文方法对兔子和龙进行一次细分使得精简率90%兔子重构网格误差由0.81 mm提升到0.48 mm,精简率90%龙重构网格误差由0.36 mm提升到0.11 mm.     

相邻CE-Bézier可展曲面间的光滑拼接

针对工程中复杂可展曲面难以用单一可展曲面来表示的问题,提出了一种带多形状参数的CE-Bézier可展曲面的光滑拼接技术.在对CE-Bézier可展曲面性质分析的基础上,将3D欧几里德空间中的CE-Bézier可展曲面解释为4D齐次空间中的CE-Bézier参数曲线,并利用参数曲线的连续性推导了CE-Bézier可展曲面间G1光滑拼接、Farin-BehmG2连续拼接以及G2Beta约束拼接的充要条件.最后给出了CE-Bézier可展曲面间光滑拼接的基本步骤和几何造型实例.研究结果表明：所提方法简单、直观、易实现,有效地增强了CE-Bézier可展曲面表达复杂可展曲面的能力.     

透镜式薄壁管状空间伸展臂压扁拉扁数值模拟与试验

薄壁管状空间伸展臂是一类基本空间展开折叠结构,具有广泛的应用和研究价值.首先分析了透镜型薄壁管压扁和拉扁机理,给出压扁、拉扁过程数值分析方法,分析了拉扁和压扁过程应力、应变和载荷-位移变化规律,进行了薄壁管拉扁和压扁过程试验,对比分析试验测试结果与计算分析结果,验证模拟分析方法,证明拉扁和压扁为大位移小应变过程.同时,拉扁和压扁过程中薄壁管段应力、应变及载荷-位移都有相似变化规律,反映了薄壁管段的相似特性.     

基于固定边界的直纹面构造近似可展曲面

对边界固定直纹面提出用重新参数化边界曲线的方法来提高直纹面的可展程度。首先对一类边界曲线为二次的直纹面，证明了用一次有理函数重新参数化边界曲线可以使直纹面真正可展，然后对其他的边界曲线分别为二次和三次的直纹面，给出了衡量其可展程度的目标函数，并用牛顿迭代法求出使目标函数极小的一次有理函数，用求得的一次有理函数来重新参数化边界曲线使直纹面实现近似可展。最后通过改进方法，对一些特殊情况引入了分段的一次有理函数来重新参数化边界曲线，使得直纹面的可展程度有了进一步提高。     

4次带参Bézier可展曲面的设计

摘要： 为了方便解决工程中可展曲面位置与形状难以调节和控制的问题,提出了2种带形状参数的Bézier可展曲面设计新方法. 基于3D射影空间中点和平面间的对偶性,利用一种带形状参数的4次λ Bézier调配函数生成了具有4次λ Bézier基的控制平面,并由该平面进行包络和脊线可展曲面的设计,同时给出了在4次λ Bézier基函数下2种可展曲面的参数表示形式. 该方法生成的可展曲面不仅具有良好的形状可调性,而且保留了Bézier曲面的许多特性, 特别当参数λ取值为0时, 所生成的可展曲面即为3次Bézier可展曲面. 最后,对所设计的可展曲面进行了形状与性质分析,并给出了可展曲面间G2光滑拼接的条件. 实例结果表明,所提方法不仅直接、简单有效,而且易于控制可展曲面的形状,从而为可展曲面的设计提供了一种有效的新途径.
关键词： 中图分类号： 文献标志码： A


Abstract：     

基体表面粗糙度对HVOF喷涂WC-Co粒子变形的影响

研究了超音速火焰(HVOF)喷涂WC-Co粒子过程中,基体表面粗糙度对粒子平化变形特征及粒子基体间结合性能的影响.实验结果表明:随基体表面粗糙度增大,粒子铺展过程中受到的阻力增大,圆形或近似圆形的粒子比例减少,不规则形貌粒子的比例增加;同时WC-Co粒子与基体间的物理机械嵌合强度提高;适当延长基体吹砂处理时间可增强粒子与基体间的结合强度.