体成形数值模拟中的模具型腔、网格生成及接触搜索的一致描述

以三次Ｂ样条曲面描述为基础,对体成形数值模拟中的复杂模具型腔、锻件三维网格自动划分、锻件与模具接触的状态进行一体化研究。利用Ｂ样条曲面的直观性、局部性、通用性和造型灵活性,构造了复杂模具型腔及锻件边界,提出了三维网格样条生成法、改进的分块样条生成法及接触判断区域层次搜索技术。     

基于NURBS的动态接触边界算法研究

采用非均匀有理B样条(NURBS)方法描述模具型腔曲线，系统地分析了基于NURBS法的工件与模具动态接触过程的变化机制，并提出了相关算法。通过H型锻件成形的模拟，证实了相关算法的可行性。从而验证了NURBS法对提高塑性有限元软件的通用性和模拟精度有重要作用。     

基于NURBS方法的三维型腔曲面的几何描述及网络域的生成

ＮＵＲＢＳ方法是目前塑性成形三维数值模拟领域最具代表性的方法,具有强大的造型功能。研究了采用ＮＵＲＢＳ方法构造曲线、曲面方程和网格生成及插值生成曲面的问题,并利用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了描述模具型腔表面的程序。     

型腔曲面计算机辅助设计：——曲面拼接新算法及实现

本文针对自由型型腔曲面设计问题，运用Ｂ样条曲面理论和微机绘图系统，建立了三维型腔曲面数学模型。文中采用选择线性组合系数的方法来补充边界条件，易于达到希望的边界要求，且计算简便，在曲面拼接处结合使用重节点Ｂ样条与均匀Ｂ样条原理，简化了复杂的拼接计算，并能达到Ｃ连续，文末附有几种不同形体特征的曲面绘图实例。     

基于特征的三维人体建模

应用B样条拟合方法，提出一种基于特征的人体模型网格曲面造型方法，文中介绍了B样条曲面的拟合理论和B样条曲面用于三维人体曲面拟合的具体过程及其获取具有真实感的三维人体模型的消隐处理算法。并采用了基于特征的参数化设计思想，用人体参数控制人体，使结果的变化十分快捷。     

接触判断中的UV参数曲面生成技术

用参数曲面片法进行接触判断 ,对于曲面的表示有连续及相容的要求 ,但用CAD设计的裁剪曲面并不满足这个要求。本文通过B样条曲线的升阶、组合及Coons曲面的生成 ,给出了把CAD中的裁剪曲面转化为接触判断中所需要的UV参数曲面的一种实现方法。试验证明了该方法的实用性及有效性     

在2(1/2)坐标数控铣床上加工三维型腔曲面的方法

本文提出了一种运用坐标变换方法,借助自动编程系统生成数控程序,在2(1/2)坐标数控铣床上实现复杂三维型腔曲面的加工方法,扩大了这类数控机床的工艺范围。模具中三维型腔曲面的加工大都可以在2(1/2)坐标数控铣床上进行。但是,对于较复杂的曲面,例如,电话听筒模具的型腔曲面等的加工,则因该机床不具备三坐标联动的功能而将遇到困难。为此,我们利用坐标变换原理,借助一定的工艺装备,对型腔曲面进行分部加工,就在J320—1型2(1/2)坐标数控铣床上实现了,从而扩大了这类数控机床的工艺范围。数控程序是利用日本FANUC公司生产的P—E型自动编程系统编制的。     

基于IMOLD的注塑模具设计

利用SolidWorks分割线命令,在IMOLD中手动创建喷墨打印机输纸滚轴注塑模具的分型线,应用创建及修补延伸曲面功能生成完整的分形面,成功分离出模具的型芯和型腔,为在IMOLD中如何创建复杂零件注塑模具的分形面提供了一种新方法。     

电火花摇动加工中的曲面非均匀偏置补偿技术

针对模具产品复杂曲面电火花（EDM）加工中电极摇动引起的加工误差问题，提出了一种电极自由曲面非均匀偏置的补偿技术.该技术采用直接修改电极曲面几何形状参数的方法, 根据电火花加工中电极不同的摇动方式和摇动量补偿了电极的自由尺寸.在偏置补偿过程中提取非均匀有理B样条（NURBS）电极曲面的基本参数, 对电极曲面进行网格离散.根据电极不同的摇动方式，非均匀偏置离散网格.在控制误差下，逼近补偿后的非均匀电极曲面.结果表明，该补偿技术有效地解决了电极摇动的加工补偿问题，能够较大地提高模具产品的加工精度.     

采用Bezier曲面生成叶片锻造三维有限元模拟的模具网格

根据叶片锻模的特点提出采用Ｂｅｚｉｅｒ曲线将叶片锻造三维有限元模拟的模具上分散的点分组拟合成曲面块,并同时对各拟合出的Ｂｅｚｉｅｒ曲面块进行网格划分,进而拼接后形成模具网格,从而为方便地处理模拟过程中模具和坯料间的摩擦问题和动态接触问题打下了一定的基础。     

基于B样条曲面的牙齿表面三维建模算法研究

牙齿的几何建模在医学上有着十分重要的应用价值,常见的三维牙齿建模通常是基于图像的离散网格模型,不利于进一步数学处理。该文基于散乱的牙齿表面数据,通过对数据分割和参数化,构造多张B样条曲面整体拟合方程,利用最小二乘方法,求得G1光滑连接的B样条三维牙齿表面模型。该文用实例说明牙齿表面的三维重建过程。     

复杂自由曲面模型的局部协调设计技术

综合应用自由曲面模型的全局美化技术和基于离散边界约束条件及裁剪B样条曲面模型的任意边域曲面填充方法,提出了一种新的针对复杂自由曲面模型的局部协调设计技术.利用可微流形的无穷小变形技术,实现紧公差约束下对点云逼近的多张B样条曲面的全局美化,保证了N边汇交曲面相邻边界处收敛的G1光滑拼接,并改善了模型的整体形状.构造包含汇交点的局部区域来裁剪N边汇交曲面,并基于边界条件的离散化处理和裁剪B样条曲面模型重构局部区域,使得局部重构曲面（即协调曲面）与裁剪汇交曲面之间满足近似G1连续,同时光滑地逼近于局部区域的特征趋势.应用实例表明,该局部协调设计技术能够较好地实现复杂曲面造型和反求工程建模中模型的整体G1连续性和保形性,并且为进一步研究基于局部协调设计的拓扑还原技术奠定了坚实可靠的基础.     

Radial Basis Function Based Implicit Surface Reconstruction Interpolating Arbitrary Triangular Mesh

In this paper,we present an approach for smooth surface reconstructions interpolating triangular meshes with ar- bitrary topology and geometry.The approach is based on the well-known radial basis functions (RBFs) and the constructed surfaces are generalized thin-plate spline surfaces.Our algorithm first defines a pair of offset points for each vertex of a given mesh to en- hance the controUability of local geometry and to assure stability of the construction.A linear system is then solved by LU decomposi- tion and the implicit governing equation of interpolating surface is obtained.The constructed surfaces finally are visualized by a Marching Cubes based polygonizer.The approach provides a robust and efficient solution for smooth surface reconstruction from various 3 D meshes.     

大型单相电力变压器结构件三维漏磁场计算

为了获得油箱等结构件中涡流损耗的准确结果,通常采用网格加密方法,但这会引起计算规模的扩大,使得有限的计算机资源无法实现实际的仿真计算.以500kV单相电力变压器产品为算例,完成了三维漏磁场和涡流损耗的准确计算.讨论了金属结构件“大尺度差别”问题的合理剖分方法,重点研究了在金属结构件透入深度范围内进行分层剖分生成网格的方法,并将涡流损耗的仿真计算值与试验实测值进行了对比验证.计算结果表明,随着剖分层数的增加,涡流损耗的计算结果将趋于稳定,在计算规模和求解精度之间寻求折中方案,建议对透入深度小于1mm的油箱分层数不应小于4.     

扫掠体六面体网格生成算法研究

为了提高网格最终生成质量，内部节点定位是采用扫掠法生成六面体网格过程中的关键一步.在研究复杂扫掠体六面体网格生成算法过程中，提出了一种基于4D Shepard插值的内部节点定位新算法，该算法分别计算源面和目标面网格的边界节点到每个中间层对应边界节点的矢量，通过Shepard方法插值这些矢量，计算得到分别对应于源面和目标面的中间层内部节点，再线性插值两组内部节点，得到当前中间层的最终内部节点. 实例表明，该算法快速、稳定、可靠，可处理大量复杂212维实体六面体网格生成问题.     

基于STL的三维网格剖分研究

在对铸件的充型与凝固过程进行数值模拟解析时,为了对连续的计算域进行数值计算,首先必须对计算域进行离散化处理,即网格剖分处理.在对STL文件作出介绍后,重点阐述三维网格剖分的原理,接着分析了剖分中需注意的几个问题,最后总结出了网格剖分程序流程.     

三维实体有限差分网络自动生成策略的研究

计算机数值模拟技术是工程计算中的一个重要环节。应用这种技术对温度场,流场和应力场等进行模拟分析,可为工程设计提供可靠的依据,而网格剖分则是数据模拟以前处理技术的重要组成部发。     

STL实体的有限差分网格高效剖分算法

为实现对形状复杂薄壁铸件进行精确、合理的网格剖分,建立一种高效的STL实体有限差分网格剖 分算法,基于切片线扫描原理,阐述了对多STL文件格式实体进行网格剖分的处理过程,并编制了有限差分 网格剖分程序．程序采用动态数据结构、优化的奇异点处理技术以及先剖分后容错的方法进行三维有限差分 网格剖分．通过应用实例证明了该程序能够快速地对复杂形状STL实体装配体进行三维非均匀有限差分网 格剖分．该网格剖分算法具有计算速度快、变步长、奇异点优化处理和STL文件容错处理的特点,剖分过程简 捷迅速,节省计算机资源,剖分结果精确,实用性强     

B样条函数的火箭弹图像边缘检测算法

本文研究一种基于B样条函数提取火箭弹图像边缘的检测算法.该算法的基本思想是利用B样条函数先对火箭弹图像进行拟合,然后求拟合曲面的二阶导数,根据二阶导数的零交叉点来检测图像的边缘.通过该算法与几种传统边缘检测算法的实验对比,证明了基于B样条函数的边缘检测算法可以较好地解决火箭弹图像边缘的提取精度与图像噪声的抑制能力之间的矛盾,较目前常用的算法在火箭弹图像边缘检测方面有更大的优势,该算法得到的目标图像边缘清晰、分割效果好,同时该算法简洁、易于实时处理,在火箭弹图像边缘检测方面有较好的应用前景.