均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的半规范问题,提出了一种基于均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法.首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换为均匀T网格样条曲面;然后在任意单一网格上进行控制点插入,或将网格进行嵌套细分.为满足曲面局部特征细分要求,建立超定方程组,用神经网络求解额外系数,添加于特定控制点上,以保证T样条曲面的半规范性;最后,通过额外系数计算新的混合函数,并构造最终曲面.并通过实例证明该算法的可行性,与现有的T样条的相比,曲面在达到相同精度时,该算法减少了多余控制点.     

均匀T网格样条曲面的局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的规范与半规范问题,提出基于均匀T网格样条曲面的局部细分算法。首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换成均匀T网格样条曲面,然后在均匀T网格样条曲面中进行局部均匀控制点插入。为满足曲面局部特征细分要求,采用递进控制点插入形式:拥有局部特征的网格先进行全行(或全列)均匀控制点插入,之后进行局部列(局部行)均匀控制点插入,在此基础上,可以再次进行均匀控制点插入,以达到对网格的嵌套细分。该算法对初始网格控制点的混合函数进行矩阵转换,得到最终T网格上控制点的混合函数,实现最终曲面构造。与T样条曲面的局部细分相比,该方法简化了任意控制点插入的复杂度,与B样条曲面的局部细分相比,该方法减少了多余控制点。     

基于交互的B样条曲面重建与误差计算

基于三角网格模型的B样条曲面重建技术得到深入发展,计算与显示重建后的B样条曲面与原始测量三角网格之间的误差对分析曲面重建品质有重要作用。一种较为实用的B样条曲面重建方法是对三角网格模型进行四边界区域划分后进行栅格式采样,再根据采样点进行B样条曲面拟合。针对这种重建方法,研究了一种建立三角网格顶点与四边界区域对应关系的算法,再用离散的方法计算点到对应曲面的距离误差,最后用线性插值方法实现误差彩色．云图的显示。     

存在约束条件的复杂曲面三角网格剖分方法

针对存在特征约束条件的复杂曲面三角剖分提出了一种新的算法，该算法首先将该类复杂曲面划分成平面参数域，产生较为均匀的参数域，进而对各子平面参数域进行平面参数域的三角剖分，然后将所得到的各子平面参数域映射为空间Beizier网格结点，形成粗网格三角剖分后进行各子曲面片间G^1连续的拼接运算，最后动用曲率标准和细分规则进行三角剖分质量的优化。该方法不但可以较好处理复杂曲面，而且能克服曲面网格产生裂缝。     

双三次B样条曲面生成的关键技术研究

B样条曲面在实际工程中得到了广泛应用。介绍一种双三次B样条曲面生成的改进算法,该算法能显著提高效率。提出B样条曲面正等测投影的建立方法,讨论用高性能的动态数组和Excel软件存储任意数量控制点的实现方法等关键技术。采用Visual C++6.0为编程工具开发软件系统,实现了任意数量控制点的双三次B样条曲面生成。     

计算机辅助曲面贴合检测中曲面细分的几何原理

利用细分曲面的原理 ,提出一种基于分段三次Hermite样条插补 ,用于机械产品造型曲面贴合检测中曲面细分的新方法。将低分辨率的贴合曲面使用基于分段三次Hermite样条插补 ,将曲面细分为多分辨率的多边形 (三角形 )面片 ,对插补边界进行平坦性检测 ,以多边形面片网格替代曲面 ,来检测两个实体贴合曲面的可贴合性     

网格曲面上两相离曲线段的光滑过渡

将欧氏空间中两非均匀B样条曲线间G1连续条件拓展到曲面空间,提出一种构造网格曲面上两相离曲线光滑过渡曲线的方法.网格曲面上的曲线采用测地B样条表示,具有与欧氏空间中传统B样条相一致的明确数学模型.基于三角网格模型的拓扑邻接关系,提出一种网格曲面上测地线的延长线离散逼近算法,以此为基础,建立两测地B样条曲线间G1连续条件,将边界连续条件转化为控制顶点的位置约束,从而构建两曲线间的光滑过渡曲线.试验结果表明,所提方法健壮、高效,不依赖于参数化和投影技术,即使对于具有尖锐特征的曲面亦有很强的适应性.     

复杂曲面加工工业机器人轨迹生成算法

提出了一种面向复杂曲面加工的工业机器人轨迹生成算法。该算法可用在工业机器人离线编程系统中;通过CAD/CAM技术完成复杂曲面的建模,并提取其STL文件格式数据;根据三角面片各点坐标在切片方向上投影的最大和最小值反求与此三角面片相交的切平面,并对三角面片分组,然后推导出三角面片边上相邻交点的增量公式,最后通过机器人编程得到复杂曲面的加工运动轨迹。仿真结果表明,该算法稳定可靠,而且可以生成任意复杂曲面的加工运动轨迹。     

基于曲率球的参数曲面自适应三角化方法研究

参数曲面的三角化算法是有限元分析和数控机床路径规划的基础。文中提出了一种新的基于分层递推思想的三角化算法,直接在曲面上生成三角网格。根据曲面微分几何定义相对保守的曲率球概念,将局部曲面近似成曲率球面,在球面上建立三角形边和面片的误差模型和递推关系,计算三角形各个顶点在欧式空间以及参数空间的坐标。然后采用逐层递推的方法,从曲线边界开始,逐层生成三角形网格,直至满足收敛准则。文章最后将此算法用C++程序语言编程并通过NURBS曲面进行实例验证,结果表明该算法能够较好的对参数曲面进行三角网格划分。     

基于断层序列图象的三角域拓扑模型快速剖分算法研究

介绍了一种对三角域拓扑模型进行任意截面快速剖分的算法:在断层序列图象的三维重建过程中,划分并规整三角面片,然后以空间立方体序列的形式进行组织,得到具有清晰毗邻关系和索引结构的表面模型。在以任意角度截面剖分模型时,根据空间立方体的索引关系快速检索被切割到的三角面片,依次进行剖切处理,最终得到三维模型的任意剖面轮廓线。该算法在实际中得到应用,效果良好。     

Interference-free cutting-path generation based on scanning data

This work presents a novel cutting-path planning strategy for three-axis machining of 3D scanning data. A curve-fitting algorithm is employed to fit each array of the measured data into parallel sectional curves, ensuring that the effect of measurement and form errors can be substantially reduced. The best-fitting sectional curves are then used to construct a surface of triangular meshes. A modified chord-length method is also proposed to adequately control the accuracy of the triangular meshes generated. The triangular meshes are then offset along the surface normal to obtain an offset mesh surface on which the cutting paths are planned. An effective gouging detection and removal algorithm are also proposed to prevent the machined surface from overcutting. Several computer simulation results demonstrate the feasibility of the proposed strategy.     

全冠义齿网格过渡算法研究与应用

针对全冠义齿数字化设计时外冠和内冠过渡融合的问题,提出了一种新的网格过渡算法。首先提取外冠和内冠网格边界进行桥接形成封闭孔洞;然后根据定义的三角片插入规则插入新的三角片填充孔洞,构造初始过渡网格;最后投影到由边界顶点插值得到的隐式曲面上,投影点构成新的过渡网格,将其与外冠和内冠拓扑合并形成完整的全冠义齿修复体。用过渡算法得到的网格面片分布均匀,三角片质量较好,而且过渡边界光顺自然,具有较好的连续性。     

基于“薄膜变形”的牙齿曲面重建算法研究与实现

牙齿曲面重建是口腔修复CAD/CAM系统的核心内容之一。本文提出了一种基于"薄膜变形包围"牙齿曲面重建算法,首先对简化后的牙齿三角网格模型进行Loop细分以提高模型的变形逼近的能力;然后对细分后的网格施加"吸引力"使细分网格逼近原始密集的网格模型;接着施加"松弛力"消除网格变形后的褶皱;最后通过不断的异步迭代循环调整网格顶点的位置,直到满足预设的误差精度后停止。通过对两类典型牙齿模型的网格重建的算例,验证了本文算法的可行性。     

基于插补的三维网络曲面的一种光顺方法

常常要通过控制网格曲面片和控制点的法线来产生光滑、视角效果佳的多分辨率曲面.通过应用分段光滑Hermite样条曲线,为曲面网格的所有边界构造分段光滑样条曲线;然后,在初始网格上对边界进行采样,通过插补,非均匀构造分段三次Hermite样条的近似网格,并将原始曲面网格细分成多分辨率的曲面.提出了一种基于插补的、由低分辨率网格曲面产生多分辨率网格曲面的方法.     

形状反求中三维三角网格优化的实用算法

针对物体形状反求设计中空间三角剖分结果的优化这个关键问题，并根据对三维三角网格在空间应具有良好形态的要求，提出用局部平坦度的方法直接对空间三角网格实施优化。给出局部平坦度的定义、算法和优化判别准则，并给出应用实例。     

冲压模参数化NURBS曲面造型及有限元网格划分

针对冲压模具的特点 ,提出了模具型面参数化NURBS曲面分片 ,局部网格调整的思想 ,较好地解决了板料成形有限元模拟前处理中模具型面造型及网格划分的问题。基于NURBS方法 ,在VC + +平台上开发了一个NURBS曲面造型及网格生成系统 ,对实际的盒形件拉深凹模型面进行了描述 ,获得了满意的曲面形状 ;基于参数空间法对型面进行了四边形网格剖分 ,并自动实现四边形到三角形网格的转换     

液压连续升降系统研究

为适应大型构件连续升降的施工要求，消除因频繁启停产生的附加惯性载荷和冲击，用运动学观点对连续式液压提升器连续升降的运动机理进行了研究，对影响提升效率的重要参数——速度差和负载转换行程进行最优求解。建立了连续升降控制系统的数学模型，通过MATLAB仿真和连续升降台架试验，证实了连续式液压提升器能实现连续和同步升降。     

基于改进MC算法的DICOM格式CT图像三维重建

保证MC算法所抽取等值面的拓扑正确并作有效实现是医学三维应用的关键技术。本文对MC算法的内部拓扑歧义判定方法作了改进,使其更为简单直观,并以此为基础开发了CT序列图像三维重建系统。系统读入D ICOM格式的CT图像数据,封装成由立方体单元组成的规则体数据,用改进的MC算法抽取等值面,得到三角网格模型,为后续基于三角网格的医用修复体设计研究打好了基础。     

一种三维有限元网格的快速消隐算法

提出了一种利用三维有限元网格相关性实现三维有限元网格快速消隐算法。该算法通过对单元面的排序直接剔除了内部完全不可见网格 ,避免了大量的线、面查找计算 ;通过单元面的深度排序 ,避免了消隐算法中的大量求交和比较计算 ,从而达到大大减小计算量、实现快速消隐的目的。本文所提出的消隐方法速度快、稳定性好 ,在实际应用中取得了满意的效果。