复杂曲面加工精度检验中曲面法矢与刀具扫描体求交算法的研究

提出了一种用于实现矢量与扫描体（代表五轴数控加工铣刀的运动）求交的有效算法,该算法首先对曲面法矢和刀具扫描体进行预处理,将曲面法矢与刀具扫描体之间的求交问题转化为有向线段与三角网格之间的求交计算,然后建立有向线段和三角网格的求交子集,减少了不必要的求交计算,提高了乍法的效率。文中举例说明了该算法在复杂曲面NC精度检验中的应用。     

基于平均单元格的三角网格曲面快速求交算法

在地质建模中,当待处理的曲面包含大量三角形时,求交速度成为了瓶颈。该文提出基于平均单元格的三角网格曲面快速求交算法,采用平均单元格技术对求交曲面进行预处理,以加快相交元素对的获取。实验结果表明,与同类求交算法相比,该算法能够有效提升求交速度,并已成功应用于某地质建模软件中。     

细分曲面求交交线计算方法的研究

主要针对三角网格的细分曲面求交提出了一种有效的交线计算的方法,该方法适用于任意三角网格的细分曲面中.在利用AABB和二部图进行初始控制网格相交性检测后,利用该方法快速有效地求出细分曲面的交线.     

基于Catmull-Clark细分的曲面布尔运算基础研究

基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的基础布尔运算,包括曲面求交、裁剪和网格级基础布尔运算,首先将细分曲面的求交转换为对一定细分层次的细分控制网格求交,得到满足一定精度要求的交线;采用局部修改交点处的控制网格拓扑结构和控制网格顶点位置的方法,实现了对细分曲面的裁剪;最后提出一种对一定细分层次的四边形控制网格进行操作的布尔运算,称之为细分曲面网格级布尔运算,包括布尔交、布尔并和布尔差3种运算,并给出了运算的基本原则与应用实例.     

细分曲面求交裁剪算法研究

基于细分曲面的参数化表示,研究了细分曲面的精确求交、裁剪算法。首先对控制网格建立局部坐标系,将细分曲面表示为一系列小的面片,并对每个控制顶点赋予参数值。然后用改进的轮廓删除法细分控制网格,在关联曲面间进行相交性检测,得到近似交点及其参数值,再用迭代法求得精确解。根据用户指定的裁剪区域确定交线的走向,将被裁剪曲面的控制网格面分为保留面、裁剪面和删除面,设置每个裁剪面的裁剪域,从而实现细分曲面的精确裁剪。算例表明,该文的方法简单、有效。     

多边形网格的非流形封闭三角形网格正则化

为了提高基于网格模型的算法与应用的效率和稳定性,提出一种将任意多边形网格模型转化为正则三角网格模型的算法.首先对输入多边形网格模型中非三角形的面片进行三角剖分,然后查找并移除模型中的重合或重叠元素,再通过模型内部三角形求交对模型进行边和面的分割,从而修正模型的拓扑结构;在求交的过程中,根据边和三角形的位置关系对共面求交进行细致的分类处理,减少了求交次数,提高了算法的稳定性;最后循环搜索在网格模型中可以确定法向的种子三角形,通过拓扑结构调整与之相邻的三角形的法向,最终构成一个或多个法向确定的闭合曲面.实验结果表明,该算法能够将多边形网格转化为正则三角形网格模型.     

Bezier三角曲面的分割及求交计算

本文通过对Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面分割算法的分析研究，较系统地讨论了Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面在分割和平面三角法近似过程中的不连续问题。提出了判别断层不协调点的相关角准则和相应处理方法。根据Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面的良好分割性质，本文还讨论了Ｂｅｚｉｅｒ三角曲面的几何求交、裁剪等问题。     

多裁剪自由曲面生成有限元网格的实现

论述了多裁剪自由曲面生成有限元曲面网格的几个关键技术.采用了推进波前法生成曲面网格,给出了核心算法;在曲面算法中运用了介于参数法与直接法之间的新方法.针对求解曲面上最优点的参数域反算问题,引入了切矢逆求方法,可使迭代次数大为降低.测试表明,该算法快速、稳定.对大型的多裁剪自由曲面生成的曲面有限元网格,可直接用于有限元计算.     

复合三角Bézier曲面求交和裁剪的实现

该文利用三角Bézier曲面片的可分割性,解决了迭代收敛、初始交点计算等问题;通过近曲面点、边界点跨越等过程,实现了由一个初始交点将跨越许多曲面片的整条交线跟踪出来的设想.将各交点作为型值点插入曲面中,对三角网格进行三角再划分,以交线为界进行三角网格和型值点的分离,最后重新生成两张复合曲面,实现了裁剪的目的.测试结果显示,此方法简单、可靠,能够满足曲面造型的要求.     

复合三角Bèzier曲面的裁剪

利用三角Ｂèｚｉｅｒ曲面片的保凸性和可分割性,解决了初始交点计算、迭代收敛等问题;通过求近曲面点、边界点跨越等过程,由一个初始交点出发跟踪计算跨越许多曲面片的整条交线;将各交点作为型值点插入曲面中,对三角网格进行局域三角化,以交线为界限进行分离,重新生成两张复合曲面,实现了裁剪的目的;基于次边界环和重新分布边界点的计算,改善了狭长三角形对整张曲面的性态影响．测试显示,上述方法简单可靠,满足了反求工程ＣＡＤ建模的要求