基于网格边拓扑的曲面法向规一化算法

提出基于曲面网格重构拓扑关系的自动翻法线算法,该算法的设计思想源于ACIS曲面缝合和拓扑重构中有向边的概念,通过调整相邻单元公共边的节点,使相邻单元公共边所属的有向边方向相反,实现曲面单元法向快速、准确一致化。通过对曲面上的裂纹、孤立单元、孤立单元群和重叠单元等缺陷进行有效处理,具有很好的适应性。这种算法能够准确完成冲压工具单元法向的一致操作,可为后续板料成形数值模拟中的接触算法提供前提条件。应用算法对复杂汽车覆盖件进行自动翻法线操作,结果验证了算法的有效性。     

基于隐式曲面的三角网格模型等距算法

针对三角网格模型,提出了一种基于隐式曲面的等距算法.该算法首先对三角网格模型进行拓扑重建,然后对顶点进行八叉树采样,由采样点及采样点的单位法矢点来构建隐式曲面,将隐式曲面等距,最后将原模型的顶点投影到等距曲面得到投影点,根据先前建立的拓扑关系,将投影点三角网格化得到等距后的三角网格模型.该算法在一定数值范围内避免了等距模型自交问题,而且等距模型三角网格均匀,质量高.     

基于背景网格技术的冲压成形仿真工具自动装配算法

通过对汽车覆盖件冲压成形仿真工具预装配方法的研究,指出建立正确的工具与板料位置自动装配算法需满足三个前提条件:一致的工具(凸模、凹模、压边圈等)法线方向、明确的工具属性和正确的工具整体初始法线方向,并提出一种基于背景网格投影的自动装配算法,即将板料和工具节点沿整体法线方向投影并分配到背景网格,通过工具、板料与背景网格的对应关系,计算出工具节点与板料单元的最小值,从而确定工具需要移动的位置,最终自动完成工具与板料位置关系的正确装配。本算法实现了冲压方向和冲压类型的完全解耦,提高了装配算法的效率和程序的适应能力,简化了用户操作步骤。通过大量复杂汽车覆盖件的实践检验,表明提出的基于背景网格的自动装配算法是行之有效的。     

基于隐式曲面的三角网格模型等距算法

针对三角网格模型，提出了一种基于隐式曲面的等距算法。该算法首先对三角网格模型进行拓扑重建，然后对顶点进行八叉树采样，由采样点及采样点的单位法矢点来构建隐式曲面，将隐式曲面等距，最后将原模型的顶点投影到等距曲面得到投影点，根据先前建立的拓扑关系，将投影点三角网格化得到等距后的三角网格模型。该算法在一定数值范围内避免了等距模型自交问题，而且等距模型三角网格均匀，质量高。     

Loop细分曲面的自适应等距面生成算法与实现

提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过给定等距精度的控制网格进行局部自适应细分 ,重新生成等距面并检测误差 ,直至整个细分等距曲面满足精度要求 ,所生成的等距细分曲面除局部 C1 外其余 C2 连续。实例表明 :本算法高效稳定 ,生成的等距细分曲面已完全满足实际工程需要。     

坯料网格边界延展及规则化算法

提出了一种毛坯边界非等距外延方法，即将毛坯边界节点非等距外延后，利用NURBS曲线拟合技术生成等距的新毛坯边界，再用NURBS曲面蒙皮算法生成平面，然后通过网格生成算法将生成平面离散成网格，最后用一种基于协方差矩阵特征值的坯料边界规则化算法来得到具有规则形状的坯料。     

一种改进的自动翻法线算法

针对有限元单元中包含曲面信息的特点,提出了一种改进的自动翻法线算法——片内种子单元法。该算法能够利用生成的有限元单元中包含曲面片信息的特点,分别对各曲面片独立地进行翻法线操作,对曲面片之间存在裂缝、重叠等缺陷有较强的适应性。该算法能快速准确地使工具有限元单元的法线保持一致,为后续板料成形数值模拟中的接触算法提供必要的前提条件。     

细分曲面数控加工关键技术

对三角域和四边域细分曲面数控加工的关键技术做了讨论,包括细分曲面数控加工模型的建立,粗加工模型的包围网格生成算法,NC刀轨生成常用的两种方法,精加工模型的等距网格求解算法及等距误差控制方法,给出了应用实例;指出了解决细分曲面数控加工技术实用化问题需要进一步研究的内容。     

三角网格曲面上的等距曲线构造

为了用明确的数学形式表示三角曲面网格中的基曲线和等距曲线,提出一种流形网格曲面上曲线等距线的计算方法,网格曲面上的曲线用测地B样条表示,具有明确的数学表示形式。采用节点插入技术将源曲线分解为分段Bezier曲线,并进行线性化逼近,通过曲线细分策略使其误差控制在给定的容差ε1内;提出一种给定源点和初始方向的离散化测地线构造算法,以该算法为基础,按照顶点等距方法获得源曲线的初始等距线;以初始等距线作为控制多边形并适当插入一些顶点,构造满足给定容差ε2的G1连续分段Bezier曲线作为源曲线的等距线。等距曲线的整体逼近误差由ε1和ε2之和构成,因此可以实现误差的全局控制。针对曲面上曲线自交点计算工作量大的问题,提出先识别局部自交区域再求自交点的策略,减少了线段求交的计算量。实验结果表明,所提方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的等距计算要求。     

一个三角网格上曲线的等距线计算方法

鉴于三角网格在图形系统和工业界广为使用,提出了一种三角网格上曲线等距线的计算方法,其曲线表示为位于三角网格的点序列连接而成的空间折线.首先,利用三角网格特性把原始边离散成多条新边;然后,沿等距方向计算各条新边端点的等距点,同时对导致两相邻的等距边断裂的顶点生成相应的近似等距的"圆弧段";在边等距过程中删除局部无效环;依次连接所有的等距点生成一中间等距线;再在中间等距线中删除全局无效环得到等距线.实验表明,该方法可行且快速有效.     

基于特征点的离散建模偏置技术研究

针对三角网格模型偏置过程中出现的自交和断裂等问题,提出了一种基于特征点的离散建模偏置方法。对网格模型顶点进行几何特征分类,并讨论了不同类型顶点的偏置规则。根据定义的顶点类型、法矢信息及给定距离,生成偏置点集。通过基于体素表示的条柄检验方法,滤除偏置点集中的内部点,实现自交处理。结果表明,生成的模型网格比较均匀,质量较高,在一定范围内能够满足偏置模型的自交处理要求。     

基于特征点的离散建模偏置技术研究

针对三角网格模型偏置过程中出现的自交和断裂等问题,提出了一种基于特征点的离散建模偏置方法。对网格模型顶点进行几何特征分类,并讨论了不同类型顶点的偏置规则。根据定义的顶点类型、法矢信息及给定距离,生成偏置点集。通过基于体素表示的条柄检验方法,滤除偏置点集中的内部点,实现自交处理。结果表明,生成的模型网格比较均匀,质量较高,在一定范围内能够满足偏置模型的自交处理要求。     

Surface offsetting using distance volumes

Proposed in this paper is a new approach for offset surface construction using three- dimensional (3D) distance volumes. After converting an original compound surface into a triangular mesh, the approach creates a distance volume of the triangular mesh. With this distance volume and a given offset value, it extracts the offset points in each slice to create a sequence of two dimensional (2D) cross-sections. The approach then performs offset surface construction using the serial cross-sections. For more accurate and efficient computation of the distance volume, the concept of space division is combined with the concept one of distance propagation to the whole space of interest. The resulting offset surface is a G¹ composite surface consisting of three kinds of surfaces: skinned, capped, andor branched surfaces. The proposed approach provides offset surfaces that are accurate and free of degeneracy. Some experimental results demonstrate its usefulness and quality.     

双作用空心液压缸的设计及有限元分析

设计了一种双作用空心液压缸,利用Solid Works软件对其进行三维特征建模,并以Simulation对该空心液压缸进行有限元网格划分、载荷分析、应力、应变分析及安全分析。验证了设计的合理性、产品设计周期长短和空心液压缸在承受载荷时的安全性。     

单作用空心液压缸的设计建模及分析

设计了一种单作用空心液压缸,利用Solid Works软件对其进行三维特征建模,并以Simulation对该空心液压缸进行有限元网格划分、载荷分析、应力、应变分析及安全分析.证明了设计的合理性,缩短了产品设计周期,保证了空心液压缸在承受载荷时的安全性.     

ANSYS在小孔冲模间隙优化中的应用

运用软件ANSYS的弹塑性有限元理论,重点研究了冲压模间隙对板材成形性能的影响,观察分析应力、应变分布和变形网格情况并与实践对比,模拟分析结果与生产实践基本吻合.板材成形有限元法为快速有效地确定冲压模间隙,优化模具设计,降低模具设计成本和缩短模具设计周期提供了一种可实施的手段.     

曲面有限元网格引线织就生成法

离散曲面边界并初始化可出发构造新单元的单元边线段序列,依次从序列中的单元边线段出发,采用线段定向布点法或圆定向布点法,构造用于确定新节点生成位置的待选点集。从待选点集或曲面上已有的网格节点选择合适的点参与新单元的构造,并利用曲面参数域检查新单元的网格拓扑相容性。随节点、单元边线段和新单元交替生成,最终生成符合有限元分析要求的曲面网格。关键区域网格的自适应加密,则采取网格密度规划方式,通过构造曲面有限元自适应网格单元尺寸信息场来加以实现。     

六面体网格自动划分和再划分算法

提出了一种新的六面体网格自动划分和再划分算法“表层网格法”。首先根据所需划分模型进行模型的识别, 采用栅格法生成核心网格。然后进行核心网格与模型边界拟合,为克服由于边界拟合造成的表面网格质量下降, 采用包络表面网格的方法生成零厚度表层网格。通过表面网格和内部网格节点平滑处理技术,最终将模型划分为具有较高质量的完全六面体网格。最后通过网格划分和再划分实例表明:该算法具有原理简单、算法可靠、编程方便且划分网格质量高等特点,是分析材料塑性成形等问题比较理想的六面体网格划分算法。