基于CAD模型的NURBS形状公差评定

为了对曲面零件的加工精度进行高精度检测,提出一种形状公差评定的新方法———基于CAD模型的NURBS形状公差评定。实现了各种标准解析曲面和自由曲面形状加工精度统一地高精度检测。采用NURBS统一的表达式精确地表示各种标准解析曲面和自由曲面;利用NURBS统一的表达式研究CMM测量点云和名义CAD模型统一的最佳匹配算法;比较测量点云和名义CAD模型的法向偏移量即曲面形状误差,且用图形直观显示。最后进行计算机仿真实验,实例验证算法可行性。     

自由曲线轮廓度误差评定及其可视化

针对曲线轮廓度误差评定存在的问题,提出对设计点插值反算出轮廓的三次非均匀有理B样条(NURBS)理想曲线的方法,建立自由曲线轮廓度误差计算的数学模型.应用微粒群优化算法(Particle SwarmOptimization,PSO)计算测量点到理想曲线的最短距离,准确评定曲线轮廓度的误差.采用Matlab软件实现自由曲线轮廓度误差评定的可视化,使得被测量的几何特征更加直观.实验结果表明,所用方法计算速度快、所得结果精度高.     

基于遗传算法的复杂平面曲线轮廓度误差评定

针对不规则曲线轮廓度误差评定中存在的问题,提出了一种基于非均匀有理B样条(NURBS)插值与遗传算法相结合的复杂曲线轮廓度评定方法,对离散数据点表示的理论轮廓进行3次NURBS插值反算控制点,建立了理论轮廓曲线的数学模型;采用实数编码的遗传算法求解测量点与理论轮廓曲线位置偏差,消除了由于位置偏差引起的轮廓度评定的不精确问题;阐述了测量点到理论轮廓最短距离的求解算法和步骤。实验结果表明该方法能够快速获得较好的误差评定结果。     

基于弦长参数的NURBS曲面设计

采用里森费尔德方法计算型值点间的弦长值，以此作为主要参数构造节点矢量，实现了用NURBS工具精确建模和自由曲面设计的目标，在此基础上，利用VC^ 开发自由曲面造型模块，根据输入的控制点自动生成NURBS曲面，并能实现曲面形状交互式修改。     

利用弦长不变特征的叶片截面轮廓匹配算法

针对大型燃气轮机叶片型面形状加工质量高精度检测分析评价中的无基准坐标匹配问题,提出了一种利用截面轮廓曲线弦长几何不变特征的精确坐标匹配算法.该算法在获取对应截面轮廓数据后,基于叶片截面轮廓曲线对应弦长不变特征建立目标函数,并依此计算出理论轮廓曲线中与测量数据对应的坐标点,构造出坐标变换超静定方程组,然后通过豪斯荷尔德矩阵变换方法计算出该坐标变换的最小二乘最优解.采用该算法计算出叶片截面轮廓曲线的模拟测量数据与理论数据之间的坐标变换矩阵,得出了该变换矩阵下的截面轮廓评价结果,其偏差小于1.5μm,表明该算法对于自由曲面的大型燃气轮机叶片型面形状加工质量的检测评价具有较好的应用效果.     

燃气轮机透平叶片几何形状重构技术研究

基于逆向工程,采用NURBS(非均匀有理B样条)理论对透平叶片数据点阵进行整体插值,实现对透平叶片几何形状的重构;然后采用NURBS小波分解的光顺算法,对重构的自由曲面进行整体光顺。实践表明,经过重构和小波光顺后,有效地构造出透平叶片曲面并去除了曲面坏点,改善曲面的品质,达到预定目的。     

基于插值NURBS曲面的马铃薯叶片3维重建

随着计算机虚拟技术的迅速发展,虚拟作物技术已成为水稻、小麦、玉米等农作物生长发育状况研究的重要工具.现有关于农作物叶片3维重建的研究主要关注叶片的正面表面,而忽略了背面构造.该文针对农作物叶片3维重建问题,选取马铃薯叶片作为研究对象.首先,利用马铃薯叶片的实测数据和标记数据,结合非均匀有理B样条(NURBS)曲面重构技术,通过控制点的反算方法及权重因子插值曲面算法,确定插值NURBS曲面的节点矢量、控制点、权重因子等相关参数;其次,采用插值NURBS曲线的方法对叶脉进行3维重建;最后,使用VisMPL和VisVTK对曲面进行颜色渲染和绘制,并引入曲面容器将叶正面、叶背面和叶柄的插值NURBS曲面进行融合.实验结果表明：基于传统方法,该方法通过增加叶片背面的构造,在重建马铃薯叶片的3维曲面模型上表现出色,有效实现了马铃薯叶片形态特征的3维重建,为马铃薯叶片研究提供技术支持.     

基于IGES的自由曲面误差评定的研究

分析了IGES文件格式及B样条曲面的数据记录格式，从CAD模型中提取了曲面信息，探讨了自由曲面的轮廓度误差评定方法，采用共轭梯度法优化了测量点至曲面误差的计算，并以汽车的加油小门为例，验证了系统的可行性，提高了计算效率。     

NURBS曲面G2光滑拼接算法

非均匀有理B样条(NURBS)曲线、曲面的造型方法,是当前CAD/CAM领域中研究的热点之一.对NURBS而言,虽然具有参数连续性,但为了实用,仍需要构造具有一定光滑程度的合成曲面,以满足局部设计和修改的需要.本文给出了实用的具有三次公共边界曲线的NURBS曲面片G2光滑拼接条件,得到了不移动控制顶点,不修改权系数的具体算法,而构造的三次公共边界曲线是一个显式参数方程,在工程设计中易于实现.     

NURBS曲线形状微调

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线形状微调的一种新方法。插值NURBS曲线控制点构造一条B样条曲线,通过调整插值B样条曲线的控制点来调整NURBS曲线的形状。此外,用权点表示控制点,通过调整权点可以交互地修改NURBS曲线的形状。实验结果表明,该方法在解决NURBS曲线形状调整的效率上十分有效。