三角形品质对离散点曲率的影响关系研究

设计两种实验研究方案来构建一系列特定大小和形状的三角网格模型,并对三角形形状质量提出一种量化评价因子,通过计算、对比分析各模型顶点的平均曲率及误差,得到三角形品质对空间离散点曲率影响的量化关系.结果表明:三角形的形状对曲率的影响远比三角形的大小对曲率的影响要大;如果能很好地控制三角形的形状,且近邻点距离在曲率半径的0.5倍之内,那么平均曲率误差不超过5‰.最后通过实例应用证明了所提出方法的有效性.     

不可展曲面三角线法近似展开的误差分析

在对不可展曲面三角线法近似展开误差理论分析的基础上,实现了三角线法近似展开及误差分析程序系统。通过对典型工程曲面的展开试验,定量地研究了制成展开样板误差的主要因素。所得的结论对选取正确的展开方法、减小展开误差、提高样板精度很有意义。最后列举了风机三元流动叶片的展开。     

曲面品质分析中反射线算法优化

反射线法目前在曲面品质分析领域广泛应用。针对现有反射线算法效率低下,反射线易失真和基准光源相关性太强等缺陷,通过优化距离函数模型,提出以入射光线与光源平面交点至基准光源线距离作为构建距离曲面的基础,确保了反射线法的准确性和基准光源无关性,根据等值线算法,优化了网格曲面上反射点分类追踪算法,并通过计算机编程实现了反射线的高效生成,通过若干分析实例验证了新算法的优越性,说明了该反射线优化算法可作为分析曲面品质的有效工具。     

非均匀C-C细分曲面的曲率分析

分析了非均匀C-C细分的特点,为细分网格上正则部分的曲率计算给出了两种方法:基于网格顶点的曲率计算和基于网格面的曲率计算。这两种方法都能精确计算出网格的正则点在极限位置的曲率。对于以面为基础的方法,还能精确计算出网格的正则面在极限曲面上对应区域的任意参数位置的曲率。这两种曲率计算的方法也能够精确计算出网格正则部分的其它几何属性,如法矢量、主方向、主曲率等。对于奇异点附近区域的曲率,本文给出的算例用局部逐层细分的方式进行逼近。细分曲面任意位置的几何属性都可能需要计算时,本文的方法可以作为解析法的补充。     

一种新的网格曲面上的特征线提取方法

提出一种新的三角网格模型的特征线提取方法。首先交互地选取几个初始特征点,利用追踪投影法确定初始特征线;对初始特征线进行均匀采样,找出采样点n环邻域内平均曲率最大的点作为新的特征点;利用这些新的特征点拟合B样条曲线;将B样条曲线投影在三角网格曲面上。实验结果表明,利用该方法获得的特征线比较光滑而且逼近特征。     

基于复合三角Bezier曲面/平面交线的裁剪

提出一种复合三角Ｂｅｚｉｅｒ曲面与平面的求交算法,这种算法能处理多条交线、交线环的情况,在自由曲面数控加工编程中具有广泛的应力场合,对提高汽车等领域的曲面ＮＣ加工精度具有重要的工程价值。将交点作为型值点插入相应的三角网格,通过三角网 重新划分和分离,实现复合曲面的裁剪。试用显示,这种裁剪方法在工程上是行之有效的。     

基于三角网格模型的法矢及曲率估算

测量数据的微分几何属性估算是逆向工程中区域分割以及曲面拟合的基础,对逆向工程研究具有重要意义。首先根据三角网格模型中的顶点及其邻接点逼近二次曲面,并计算其第一、第二基本量,然后据此估算网格顶点的法失和曲率,最后利用OpenGL技术实现三角网格模型法矢和曲率的显示。     

空间凸轮廓面曲率分析的等距曲面方法

提出了空间凸轮廓面曲率分析的新方法———等距曲面法。该方法利用等距曲面间的曲率关系进行凸轮廓面曲率的解析计算。由于理论廓面是直纹面 ,其廓面曲率容易求得。根据理论廓面与实际廓面间的曲率关系 ,就得到了实际廓面上的曲率。利用结构特征变量来实现计算程序对不同凸轮机构的自适应化。与传统的共轭曲面方法相比 ,本方法计算简单 ,易于理解。     

点采样曲面的曲率估计

本文提出一种直接在点采样曲面上计算曲面的高斯曲率、平均曲率及主曲率等局部微分性质的方法。首先，为了去除测量产生的噪声和误差，引入高斯核函数为每个采样点加权；接着计算每个采样点的最近邻域点集；然后用双三次B样条曲面最小二乘拟合邻域点集，构造局部参数曲面来逼近原始曲面，以局部参数曲面的曲率估计点采样曲面的曲率；最后给出曲率估计的应用。实验结果表明，该方法能有效地反映曲面的基本特征。     

面向大曲率曲面的喷涂机器人喷枪轨迹规划研究

为提高机器人喷涂大曲率曲面的效果,首先基于曲面特性建立大曲率曲面数学表达模型,对其进行分片造型,并生成面片喷枪轨迹,最后建立优化目标函数实现轨迹优化;为了解决大曲率曲面分片后面片间的轨迹组合问题,降低算法中参数的使用,消除相应的除梯度信息,运用粒子群优化算法的思想,制定了算法程序技术路线,并依此编写了优化喷枪轨迹的算法程序。实验证明了该算法的高效性和适用性,达到了提高大曲率曲面喷涂效果的目的。     

基于Pro／E提高三角曲面品质的解决方案

介绍了一种三角曲面的构建方法,首先以三条边和其中一条边对应的预角创建三角曲面;接着在顶角收敛处创建投影曲线,并用投影曲线将收敛的部分曲面裁剪掉;然后以四条边界曲线创建曲面,并使曲面和原曲面相切;最后合并两曲面。通过曲面偏距网格分析可知,曲面的U、V方向网格线不再相交于一点,表明曲面品质在收敛角处得到改善。     

面向数控加工的三角网格法矢量及曲率估算

在面向三角网格曲面的数控加工中,网格曲面的曲率估算精度对数控加工刀具路径设计和加工质量具有重要的影响。针对数控加工需求,提出了一种三角网格曲面中网格节点曲率的精确估算方法。该方法引入网格形状因子,综合考虑三角形的形状和面积两个因素对网格节点法矢量的影响,得到了更为精确的法矢量,从而获得网格节点处更为精确的曲率估算值。此方法能够有效提高三角网格节点曲率估算的精确度,提高了三角网格曲面刀具路径设计中的刀位点计算精度和数控加工精度。     

网格曲面数控加工编程分型线提取算法

针对复杂网格曲面分型线提取精度和效率不高的问题,根据非封闭自由曲面和封闭自由曲面的拓扑信息和几何特点,提出了2种基于投影方法的分型线提取算法. 对非封闭模型,首先将模型投影到平面并重新三角网格化,然后提取投影三角网格的边界,最后以平面三角网格的边界为检索信息在原始网格中检索得到自由曲面的分型线. 对封闭模型,根据模具分模的几何原理,提出通过建立封闭自由曲面凹模和凸模离散几何模型的方法提取封闭自由曲面的分型点,然后通过一环邻域点搜索法对分型点排序,得到分型线. 实验结果和数据分析表明,两种方法可以精确、高效地提取非封闭和封闭自由曲面的分型线,并可以确保分型点都是三角网格曲面的顶点.     

轿车车身 CAD 中的曲面品质分析方法

曲面品质分析方法在轿车车身ＣＡＤ中具有重要的地位。本文介绍了在车身ＣＡＤ中常用的反射线法、等照度线法和两种新方法——高光线法和焦点曲面法,分析了它们的原理并介绍了它们在车身ＣＡＤ中的应用,目的在于推动我国在这方面的研究。     

基于区域曲率特性的网格模型简化算法

对目前网格模型简化中的特征保护问题,提出了一种基于区域曲率特性的网格模型简化算法。利用混合过渡特征提取算法提取模型特征并进行区域分割,获得模型的特征区域与非特征区域,然后根据区域曲率值大小及面片数量进行简化量调整分配。研究了基于面积权值的QEM简化算法,并对各个区域进行独立简化,以实现不同网格区域简化过程的优化。通过实例验证比较,所提出的基于区域曲率特性的简化算法比整体简化算法和线性比例分配简化算法具有更优的简化效果和精度。     

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用“区域划分”的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。     

基于逆向工程中三角网格上的NURBS曲面重构技术

曲面重构算法是实物逆向工程技术中的关键,此文在曲面重构上采用了基于三角网格基础上的NURBS曲面重构方法,此方法能很好的完成对于复杂曲面重构的要求。     

基于高斯映射的可展曲面等曲率离散问题研究

提出可展曲面及其折展结构的空间高斯映射数学建模方法与分析理论,实现空间折展特性分析与折纸曲面的离散化研究,并继而可以进一步引申到可展曲面的等效数学模型的空间机构学研究。通过建立可展曲面的高斯映射方法,建立空间折展曲面与复杂折展结构的高斯球面曲线,实现三维空间折展结构降维到二维球面曲线,且以高斯映射方法建立可展折纸曲面的数学模型基础理论,并通过曲线曲面理论,将三维的可展曲面问题转化为高斯球面曲线的数学分析。继而通过折展曲面与折展单元的高斯球面曲线的对应研究分析,且由球面曲线的离散得到折纸曲面的近似多面体折展结构,并为其等效机构学特性研究奠定基础,进一步将曲面折展转化为平面折展可对应的现有机构和机器人学问题,实现曲面折展问题与平面折展问题对接,并探讨其工程应用依据。     

基于区域曲率特性的网格模型简化算法

对目前网格模型简化中的特征保护问题,提出了一种基于区域曲率特性的网格模型简化算法。利用混合过渡特征提取算法提取模型特征并进行区域分割,获得模型的特征区域与非特征区域,然后根据区域曲率值大小及面片数量进行简化量调整分配。研究了基于面积权值的QEM简化算法,并对各个区域进行独立简化,以实现不同网格区域简化过程的优化。通过实例验证比较,所提出的基于区域曲率特性的简化算法比整体简化算法和线性比例分配简化算法具有更优的简化效果和精度。