一类新的极小曲面及其在膜结构设计中的应用

给出了一类新的极小曲面,它为带两个形状参数的五次参数多项式曲面.证明了该曲面既为等温参数曲面又为调和曲面,并研究了该曲面均对称性质与自交性质.研究了该曲面的高斯曲率分布和双曲点分布,并通过图例分别分析了两个形状参数对曲面形状的影响.利用张量积Bézier曲面和三角Bézier曲面给出了该曲面的控制网格表示,并研究了该类极小曲面在张拉膜结构设计中的应用.本研究不仅丰富了微分几何中的极小曲面理论,对极小曲面在CAD系统中的应用也有重要意义.     

隐式与参数曲面间的混合曲面设计方法

针对管道曲面设计中如何构造过渡曲面问题,提出了一种隐式曲面与参数曲面间的混合曲面设计方法.对于给定的隐式曲面与参数曲面,存在着等距曲面族,每一对相关的曲面均产生交线,混合曲面即为一系列相关曲面交线的集合.采用该方法能更加方便有效地调整混合曲面的范围与形状,并能满足工程要求.文章还证明了混合曲面与隐式曲面及参数曲面之间为G1-连续.     

运用曲面拼接思想三维造型

为了构造复杂、形状和边界不规则的三维模型,运用三角曲面光滑拼接条件,通过引入参数确定控制点,构造出三角域上的2次B-B曲面,保证相邻曲面之间达到一定的光滑拼接,并且修改其中参数可改变拼接曲面的形状,结尾构造出可成为工艺品或标志建筑物的三维模型。     

离散点的插值曲面及其等距面

为了生成通过有限个离散点的光滑曲面及其等距曲面,构造了含参数三次有理插值样条模型,该模型可通过选取其中的形状参数使得曲面具有保形性并达到一阶连续。并通过适当调整插值函数中的参数进行交互式的修改,以得到满意的曲面及其等距曲面,再结合细分算法达到要求的逼近精度。     

带形状参数的有理曲面构造

带形状参数的有理样条曲线在插值条件确定的情况下可以灵活地约束曲线的形状.基于有理三次曲线,构造了带形状参数的有理混合函数,进而构造了一种带形状参数的有理曲面片.所构造的有理曲面片不仅具有双三次Coons曲面片的良好性质,而且带有自由参数,在边界条件固定的情况下,可通过调控自由参数实现曲面片内部形状的控制.     

带形状参数的有理Coons曲面片及其性质

文章讨论由有理混合基函数构造的RBF-Coons曲面片,是双三次Coons曲面片的推广,它的形状调整依赖于参数λ1,λ2,调整参数λ1,λ2的值可以改变曲面的内部形状.特别当形状参数取0时,可得到优化的混合函数.     

多边区域上的线性插值曲面

构造出多边区域上的线性插值曲面,即以任意指定的多条首尾相连的直线段为边界的插值曲面被构造出来.所得到的多边区域上插值曲面可以看作是四边形区域上Coose曲面某种形式的推广.插值曲面函数是参数的分片线性函数,因此计算比较简单,曲面形状也易于控制.     

隐参数曲线曲面的微分几何

基于参数表示和隐式表示的优点提出了一种新的曲线曲面表示方法———隐参数曲线曲面,并给出了新表示形式下曲线曲面的相关微分几何概念.这种表示在整体形式上为参数形式,但定义域为隐函数形式.从而不仅易于计算曲线、曲面上的点及其他信息,而且可以表示一些具有复杂拓扑的曲线曲面.最后通过实例展示了它在表示复杂拓扑形状和形状作局部控制等方面的应用.     

一种快速生成CE-Bézier旋转曲面的新方法

为了解决工程旋转曲面形状难以调节和控制的问题,提出了一种带两个形状参数的新型旋转曲面—CE-Bézier旋转曲面。基于超限向量值有理插值函数,结合含有两个形状参数的三次多项式基函数进行旋转曲面的设计,该方法生成的CE-Bézier旋转曲面不仅具有灵活的局部形状可调性,而且保留了Bézier曲面的特性。本研究给出了具体的数值实例,结果表明本研究的设计方法不仅简便、有效,而且易于控制旋转曲面的形状,从而可以广泛地应用于各种CAD/CAM曲线曲面造型系统中。     

参数曲面形状误差计算迭代逼近法

针对曲面形状误差评定使用传统的模板定性检测、定性描述的方式已不能满足现代制造对产品质量的控制要求，提出了一种新的参数曲面形状误差计算的迭代逼近法．计算机仿真结果表明，本算法符合曲面形状误差评定的最小区域原则．     

检具设计中延伸曲面修补方法

在检具检测部位（模拟块）设计中,为了完全匹配被检制品的表面结构,常常需要进行复杂曲面的延伸操作.提出了一种解决在一阶不连续点处的延伸面分裂与相交的曲面自动延伸算法.该算法通过识别零件的待检测部位边界,判断其端点处的一阶连续性,若满足凸延伸条件,则采用球面正权值有理Bézier曲线过渡;若满足凹延伸条件,则剪裁延伸偏置曲线,并采用三次Bézier曲线过渡,从而避免曲面边界延伸曲线的不连续性,实现复杂曲面的自动延伸.最后以汽车翼子板检具设计为例,证明了算法的有效性与实用性.     

带形状参数Bézier型曲线曲面及其应用

在三角函数空间中构造了一组带有形状参数的基函数,具有类似于Bernstein基函数的性质,称其为Bern-stein型基函数,利用此基函数定义Bézier型曲线及张量积Bézier型曲面。分析了形状参数对曲线曲面形状的调节作用,调节形状参数可以使Bézie型曲线从双边逼近Bézier曲线,且可以精确表示抛物线、椭圆弧(圆弧)等,同时,Bézier型曲面仅需较少的曲面片即可精确重建椭球面(球面)及圆柱型曲面,可以达到C1连续足以满足工程中的需求。     

三棱柱断面三角形及其作图

从画法几何学中最基本的几何形体三棱柱入手,研究三棱柱截断后断面三角形的几何特性,它包括截平面空间位置的确定以及三棱柱的面与断面三角形之间各边长,内角的参数对应几何关系,同时建立相关参数的计算公式。为了解决可任意选择三棱柱棱线进行三棱柱断面三角形状的计算问题,提出采用参数替换法或形体旋转法。在解决三棱柱断面三角形计算的同时,又进一步研究相对应断面的两种不同处理方法,并通过断面三角形的计算实例验证所述     

Semi-stationary subdivision operators in geometric modeling

Based on the view of operator, a novel uniform subdivision construction method is proposed for free form curve and surface design. This method can give an appropriate manner of parameter change in the subdivision iteration with fewer parameters and better shape control, such as building local revolving surfaces. The convergent property of order 2 subdivision surface is elegantly analyzed using computing techniques of matrix. This method is promised to be valuable in Computer Aided Design and computer graphics, due to the simplicity both in mathematical theory and practical implementation, the similarity to the B-spline curve and surface, G1 continuity, the affine invariability and local flexible control.     

基于NURBS方法的转子表面造型技术

采用双三次NURBS方法对某型号转子进行几何造型,对造型过程中出现的曲面延伸、求交和裁剪等问题进行了研究.根据叶片的形状特征,以曲线的几何形式为基础,提出了一种简单实用的曲线曲面延伸方法,实现了切矢量连续的叶片型面的延伸.对于两相交面分别为自由曲面和解析曲面的求交问题,提出了一种简化的跟踪算法,实现了转子叶片型面和圆台面的准确求交和裁剪,从而实现转子精确的几何造型.     

一种时变滑模平面的设计方法

在分析滑模平面设计的基础上,指出了按传统的方法设计的滑模平面的缺陷。为了克服此缺陷,根据矩阵分析理论提出了一种新的具有全局鲁棒性的时变滑模平面的设计方法,并给出了三种具体的滑模平面形式。通过理论分析和计算机仿真可以看出,基于该方法设计出滑模平面的变结构控制系统,能保证系统从任意的初始状态开始就处于设定的滑模平面上,对参数摄动和外部干扰具有很强的鲁棒性。用该方法设计出的时变滑模平面是传统的滑模平面的     

土钉支护的优化设计

用Flac软件对现有常规设计的土钉支护过程进行数值模拟,验证其对土钉支护设计的可行性;用Flac软件对无支护开挖过程进行数值模拟,以研究土体应力和位移随时间发展的变化规律;通过分析和计算,求得坡体最危险滑移面的位置和形状。根据求得的最危险滑移面的形状和位置,根据不同坡高采用最佳土钉长度,以达到优化设计,并用Flac进行数值模拟验证。研究结果表明,经过土钉支护后,整个开挖面是稳定的,并且位移计算结果与实际检测结果一致,表明用Flac对土钉支护的最危险滑移面进行模拟计算是可行的。     

用于磨损仿真的空间啮合曲面离散化方法

提出了一种磨损齿面的描述方法,给出了双三次样条曲面中角点信息方阵的构造和求解方法·讨论了用该方法逼近齿廓曲面的可行性:型值点在齿面上;二阶偏导数连续·解决了用样条函数研究图形的几何性质时其表示方法缺乏几何不变性的不方便之处;型值点均匀,因而曲面光顺;边界条件不难确定·以具体算例验证了这种方法的计算精度,与齿廓曲面方程计算的结果比较,型值点处,前15位有效数值相同,最大误差在两型值点的中点附近,随网格加密而减小·精度足以满足磨损计算的要求,从而为磨损过程的计算机仿真奠定了基础·     

切线曲面的斜等距曲面及其性质

斜等距曲面原理在机械加工中有着广泛的应用,因此,对斜等距曲面的性质进行研究具有实际意义,我们已经证明了锥面、柱面的斜等距曲面的一些性质,将证明切线曲面的斜等距曲面的一些性质,并分析了切线曲面上各点邻近处点的形状,由于在实际应用中,我们需要知道根据模型加工出的曲面能否达到要加工的曲面的形状要求,因此对曲面上各点形状的分析对实际应用具有指导作用。     

An extension of Bernstein-Bezier surface over the triangular domain

In this paper, a set of quasi-Bernstein polynomials of degree n with one parameter is presented, which is an extension of the Bernstein polynomials over the triangular domain. Using the presented polynomials as basis functions, we construct a class of shape adjusting surfaces defined over the triangular domain with a shape parameter, namely, quasi-B-B parametric surfaces. These surfaces share many properties with the B-B parametric surfaces. In particular, when shape parameters equal 1, they degenerate to be the B-B parametric surfaces. By changing the value of the shape parameter, we can get different surfaces under the fixed control net.