多裁剪曲面的三角划分算法

提出一种新的多裁剪曲面三角划分的方法。把裁剪曲面展开,得到曲面的平面展开图。在平面展开图内进行三角划分,把三角形上点的拓扑关系映射到裁剪曲面,生成三角网格。由于平面展开图上两点的欧氏距离接近这两点在裁剪曲面上的测地距离,所以生成的三角网格保持了平面展开图中三角形的形态,解决了在参数域内进行三角划分所产生的狭长三角形的问题。此外,还提出了一种对带孔的平面散乱点进行三角划分的办法,有效的防止了划分网格出现裂缝和覆盖等现象。     

提高曲面近似展开精度的方法与实现

通过对不可展曲面近似展开精度的研究，提出了根据曲面曲率的大小对曲面自动进行网格划分，通过对综合展开误差数据场进行数据拟合来选取最优展开基点，基于空间曲面与其展开图间近似的等距变换关系进行展开样形的误差矫正等3种方法，这几种方法的实现在不同程度上有效地减小了曲面的近似展开误差，提高了曲面的近似展开精度。     

薄膜体系找形设计中二次找形方法的提出及其力学原理

介绍了利用非线性有限元法进行薄膜体系找形分析的相关理论和相应的有限元计算公式,在此基础上提出了二次找形的概念,指出只有通过二次找形后得到的曲面才是在工程实践中能够真正实现的形状,并通过理论和工程算例证明了本方法的正确性和有效性。     

基于平衡荷载的双向张弦梁下弦拉索找形方法

基于双向张弦结构下弦拉索的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系,给出了下弦拉索所在曲面的偏微分方程;首次根据下弦节点的平衡条件给出了计算下弦索网曲面形状的有限元列式并编制了计算程序;通过2个算例介绍了有限元法确定下弦曲面的方法和过程,并对找形后确定的张弦结构进行了受力分析,验证了找形结果的正确性。该文给出的计算方法物理意义明确、计算过程方便、计算结果准确。     

静电成形薄膜反射面设计

为制作高精度的静电成形薄膜反射面,首先利用遗传算法与梯度法的两级优化方法对各电极进行布局优化;基于优化思想在给定电压、索拉力和理想膜面的情况下,求解初始膜面的形状参数,获得无应力初始膜面;对无应力初始膜面进行裁剪分析,利用等效力学的方法进行曲面展平,得到平面裁剪片;基于有限元思想将平面裁剪片拼接得到初始膜面状态,施加静电力和索拉力后,得到理论上的拼接反射面最终成形状态。基于上述理论设计0.55 m静电成形薄膜反射面天线模型,基于Digimetric软件建立摄像测量系统,对薄膜反射面模型进行形面精度测量,通过反复的测量和形面调整,膜面精度达到0.13 mm,验证了高精度制作的可实现性。     

一种曲面裁剪的快速新算法

曲面裁剪算法是曲面造型的关键算法之一。传统的裁剪算法是通过对重点和重边进行较复杂的特殊处理并基于环的两两并、交、差来实现的。本文首先提出并严格的定义了入点、出点等概念,在此基础上,提出了一种 对被裁剪曲面参数域进行快速组环的分裂、组环方法,从而实现了对曲面的快速裁剪,该算法已实现并用在ＳｕｐｅｒｍａｎＣＡＤ／ＣＡＭ曲面造型系统。     

单层柱面网壳结构的找形

该文研究刚性网壳结构的合理找形问题,将柔性结构中广泛应用的找形概念引入刚性结构,提出基于力密度法的单层柱面网壳结构的找形方法。通过在找形过程中引入自重,解决了高斯曲率为零的柱面网壳的找形问题,且通过合理找形可基本消除自重引起的弯矩和剪力。找形得到的网壳结构与传统柱面网壳在曲面外形上比较相近,但可大幅度提高单层柱面网壳结构的承载能力。该文提出的找形方法效率高、收敛性好,为单层柱面网壳结构的设计开拓了新的方法和思路。     

一种裁剪曲面自适应三角剖分算法

本文介绍了一种裁剪曲面按精度三角剖分算法。三角剖分过程在参数域和曲面空间同时进行，参数域上控制三角片的拓扑关系，曲面空间进行精度检测。算法的核心思想是将裁剪曲面三角剖分视为约束剖分问题，从而使得三角形的细分操作拓展为有效域内插入散乱节点的三角剖分问题。算法简便、实用，三角化结果品质良好，已成功地应用于数控加工刀具轨迹干涉处理等具有精度要求的应用领域。     

裁剪曲面的三角化及图形显示

结合自主版权的超人ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的开发，本文提出了一种适合于裁剪曲面图形显示的曲面三角化算法，该算法将曲面的三角化转化为曲面参数域的三角化，并将二维图形的集合运算与Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分应有和于曲面参数域边界的处理，从而使裁剪曲面在边界上的三角形分布均匀。     

一种trimmedNURBS曲面的裁剪方法

所研究trimmed NURBS曲面的裁剪方法分三步完成裁剪算法。其主要特点是将所有trimmed NURBS曲面与裁剪轮廓面的交线都转为封闭环,从而可以统一的方式处理各类裁剪问题。实验结果表明,该算法可方便地解决目前一些曲面造型系统对已裁剪的内部和外部边界无法再裁剪等问题,亦可应用于一般形式的trimmed参数曲面的裁剪操作。     

IGES文件中裁剪曲面的剖析及正确显示方法

裁剪曲面是基本图形交换规范（IGES）的主要内容，详细介绍了IGES文件中裁剪曲面的定义格式。在开放图形库（OpenGL）环境中，要求裁剪曲面外环必须是逆时针的，内环是顺时针的才能得到正确的显示结果，给出了平面任意多边形走向判定算法用来调整内外环的走向。此外，还给出了曲面控制点和裁剪曲线中直线段的调整方法，提供的实例证明了算法的有效性。     

光线跟踪技术显示NURBS裁剪曲面

本文针对曲面造型系统中ＮＵＲＢＳ裁剪曲面的真实感显示需求，提出使用四叉树的数据结构和参数和空间映射的新技术，实现了光线跟踪技术的快速计算和图形的反走样处理，同时，参数域上的扫描线判断法能快速正确地识别曲面上的裁剪区域。     

线框造型技术的再认识

本文讨论了利用三维线框作为骨架蒙上NURBS曲面后,产生与裁剪曲面和实体模型等价效果的产品建模技术。建立线框模型时采用离散的数据结构,各条边相互独立,便于设计修改。完成线框设计后,利用交互指点和自动搜索相结合的方法生成封闭的边环,然后蒙面。本法的优点是编程简便可靠,容易构造复杂度高的产品模型。     

膜结构研究综述

本文回顾了膜结构的发展历史，介绍了膜结构的分类与特点，在已发表文章的基础上，对膜结构图形的几何表达，初始平衡形状分析，静动力荷载分析，以及裁剪下料分析等进行了综合评述，最后，对我国在膜结构建造与研究方面的情况进行了简单介绍。     

可展曲面展开图中曲线的方程

本文通过典型实例,阐述可展曲面展开图中曲线的方程如何推导,为板金工采用数控气割机自动下料提供方便。     

船体曲面柔性敷设块的展开

以船体外表面敷设矩形柔性块的三维仿真设计为背景,在四边形网格等面积曲面展开法的基础上进行了扩充,修正了该算法展开轴对角线上存在的不合理拉伸和压缩变形,在MDT平台上研制出一套曲面展开系统。测试表明该系统可适用于可展和其他不可展复杂曲面,包括含有内轮廓的曲面,对可展曲面的展开与数学展开能保持一致,同时可进行曲面局部区域的展开,实现曲面与展开面上任意点之间的相互映射,能较好的应用于矩形块三维仿真设计。     

不可展曲面近似展开方法的合理性判断标准

对同一不可展曲面的展开可有多种近似展开方法,究竟哪种方法更为合理应建立相应的评判标准。以一直角等径管接头展开为例,使用圆柱、椭圆柱、三角形3种不同的展开方法对其进行近似展开,以面积、体积、拼缝为判据对3种近似展开方法的合理性进行分析,从而使使用者能够根据不同的使用要求选择合适的展开方法。     

离心式风机叶片型面与前盘的相贯与展开

针对离心式风机生产中叶片与前盘吻合性能差,影响社会效益和经济效益。本文则用工程曲面和计算几何的方法,从理论上解决叶片与前盘正确吻合的条件,并借助计算机进行计算、绘图和下料,提高了设计与生产的劳动效率。     

裁剪NURBS曲面面积计算的扫描分片积分法

本文设计了一种计算裁剪ＮＵＲＢＳ曲面面积的扫描分片高斯积分法。     

膜结构极小曲面找形分析的一种线性化近似方法及其有限元线法求解

膜结构的极小曲面找形分析是一个非线性问题,求解时需要进行大量非线性迭代,并需要一个合理的初始解作为收敛的保证,计算繁琐、量大且难度高。该文利用积分中值定理和归一化手段对曲面面积的表达式进行一种特殊的线性化,将原非线性问题转化为线性问题,使问题得到本质性的简化。该线性问题的解答作为原问题高质量的近似解,既可用于结构的初步设计阶段了解膜面的大概形状,亦可作为精细的找形分析中非线性迭代求解的初始解。该线性化方法的误差主要来源于映射参数分布的不均匀性,对于常见的可用平行四边形剖分的膜,其逼近精度相当高。有限元线法(FEMOL)是一种基于常微分方程(ODE)求解的半解析方法,其高度的解析性和解的光滑性特别适合于膜结构的分析。该文采用高次线法单元分析求解转化后的线性问题,只需一次求解,无需任何迭代。数值算例表明:该方法是一种简单、高效、高逼近度的膜结构找形分析方法。