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。     

B样条在螺杆转子型线反向设计方法中的应用

鉴于啮合线与转子型线的一一对应关系,且其能够反映出转子型线的某些重要性能参数,针对传统的"转子法"和"齿条法"设计方法的不足,采用从啮合线推导双螺杆压缩机阴、阳转子型线的啮合线法,并将B样条曲线作为啮合线的组成曲线,实现对转子齿形的局部快捷调整,更加方便控制啮合线的形状。在现有转子型线的基础上,基于B样条曲线设计了一条啮合线,反推出阴阳转子型线,对最终得到的转子型线在不同工况下进行CFD模拟计算,分析其内部流场特性,与传统设计结果进行对比研究,最后通过实验有效验证了模拟结果的可靠性,进一步为双螺杆压缩机的可靠性设计提供了一种新的设计手段。     

基于多分辨技术的任意控制顶点曲面光顺

在自由曲面的光顺过程中,针对曲面u、v方向控制顶点数任意的情况,以任意控制顶点曲线的多分辨光顺算法为基础,通过张量积的方法,把任意分辨率下的多分辨光顺技术推广到了二维空间。该算法基于张量积运算,用严格的数学推导实现了二维B样条小波的构造及其分解重构算法,由此把原始曲面的控制顶点分解成了低频部分和三个细节部分,其中,低频部分即为光顺曲面的控制顶点,细节部分即为过滤掉的噪声。由于整个计算过程严格遵循多分辨分析思想,原始曲面仍然可以通过重构算法由低频部分和细节部分进行精确重构。在此基础上,通过一个复杂的实例,验证了本多分辨光顺算法的正确性和准确性。     

基于Delaunay三角剖分的半径补偿新算法

合理的半径补偿算法能有效提高逆向工程的最终精度.在分析了现有半径补偿算法及其相应优缺点的基础上,针对三角网格法,通过Delaunay三角剖分思想的引入,提出了一种基于Delaunay三角剖分的半径补偿新算法,并对其中三角剖分的优化准则、边界点的处理等关键技术进行了详细的阐述,最后以增压器叶轮为例,实现了叶轮叶面测量数据的半径补偿.     

微型复杂曲面零件散乱点云特征点提取

基于特征线约束的曲面不仅比自由曲面表达的模型有更高的精度,而且能够捕捉到模型其他的几何关系。微型复杂曲面零件多由曲面构成,曲面曲率变化大,曲率估算难度大,是逆向工程的难点。以皮带头复杂曲面为例,对微型复杂曲面微分几何量的估算,特征点的提取进行了研究。通过改进的空间分块策略建立散乱点云的拓扑关系,采用多种曲面模型分别拟合采样点邻域的方法估算曲率,构造协方差矩阵计算特征值和点云法矢,对曲率和协方差矩阵的特征值设置交叉阈值提取特征点。将利用交叉阈值提取到的特征点与利用单一阈值提取的特征点进行对比,结果显示:交叉阈值提取特征点的方法能够较为准确、完整的提取特征点。     

多目标优化设计在含间隙高速凸轮机构的研究与应用

针对含间隙凸轮高速运转中产生的平稳性降低、噪声增大、磨损加剧等问题,根据结构中动力学和运动学的特性,借助于权重理想法对含间隙高速凸轮机构中运动学和动力学多目标进行优化设计。优化结果表明:将优化后三种变系数多项式凸轮曲线和标准凸轮曲线进行比较,优化后凸轮曲线总体工作性能得到显著提高,部分曲线性能接近或超过常用的摆线凸轮曲线,其中,等权重七次变系数多项式凸轮曲线综合性能最好,噪声都相应地降低,具有较高的工程应用价值。     

双螺杆转子型线的反向优化设计及应用

针对传统的双螺杆压缩机转子型线的正向设计方法,计算过程繁琐复杂,且不能预先判断型线综合性能的问题,研究了通过设计啮合线反求阴阳转子型线的反向设计方法。建立反向设计时阴阳转子的坐标转换关系,并从理论上给出了阴阳转子型线反向设计过程,分别以直线、圆弧、三次B样条曲线为啮合线段实现阴阳转子型线反向设计。在深入研究啮合线与螺杆转子型线间关系的基础上,应用反向设计优化现有螺杆转子型线。应用实例表明,所提出的反向设计方法用于优化改进啮合线快速、有效、可行。     

面向曲面品质分析的高光曲率线法

高光线法在曲面品质分析领域广泛应用。针对高光线法信息单调的缺陷,首先探讨了三角网格曲面上高光线的生成原理,优化了曲面特征点法矢量算法,给出了更为高效的高光点追踪算法,引入NURBS插值曲线反算法用于计算高光线。由此提出了一种曲面品质分析新方法一高光曲率线法。最后通过高光曲率线法的分析实例,验证文中所提出新算法在曲面品质分析上的优越性。     

准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺

研究了准均匀三次B样条曲线的多分辨率光顺法,在B样条曲线两种不同定义及方法的基础上,详细描述了准均匀三次B样条曲线的多分辨率表示,并最终实现了三次B样条曲线的小波分解与重构算法。实例研究表明,多分辨光顺算法在提取高频细节后,能够快速实现对曲线的滤波和光顺,并且在光顺的同时,具有减少控制顶点、压缩数据的能力,兼具简单性和快速性的优点。     

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.