一种基于NURBS的曲面表达方法及其应用

提出了基于NURBS的改进表达方法来判断产品外型设计.该方法从相邻点入手,用差异矩阵来重组原始NURBS曲面中的数据点;用基准矩阵来表达产品的几何约束;用判断矩阵来判断外型是否符合设计要求.给出了应用该方法表达产品NURBS曲面的一般步骤及对曲面进行变形和判断,并将该方法应用到汽车前盖外型设计中.     

基于B样条递推算法的NURBS双四次曲面矩阵表示

从B样条的递推定义出发,应用NURBS曲线及曲面的基础理论,同时结合符号的推理技术,推导出四次规范B样条基函数的矩阵表示形式。并在此基础上,利用NURBS曲面的有理分式表示,得出NURBS双四次曲面的矩阵与矩阵块表示,为曲线曲面的构造、数控仿真和分析提供了便利。     

汽车轮辋的NURBS曲面造型设计

讨论工业设计理论及其在汽车轮辋造型上的应用,讨论NURBS曲面的数学表达并用NURBS曲面造型对轮辋进行大圆弧过渡造型设计,从而获得了产品的三维模型及其效果,为产品的设计制造打下了坚实的基础。     

基于NURBS方法的复杂叶片形状设计

探讨工程曲线、曲面设计中的NURBS方法,介绍NURBS曲线、曲面的数学表达,采用NURBS方法建立了叶片的数学模型,并用该方法进行了曲面的拟合与显示.     

基于仿射算术和区间运算的直线与NURBS曲线/曲面求交

针对直线与参数空间NURBS曲线、直线与NURBS曲面求交问题,提出了一种改进的基于仿射算术和区间运算的直线与NURBS曲线/曲面求交的有效方法。该方法将基于边曲率或面曲率的子域分解方法应用到求交算法中,快速定位预迭代区间,减少不必要的迭代求交判断。与传统区间迭代算法相比,该求交算法为超线性收敛的快速迭代算法,在一定程度上解决了传统区间运算的“保守性”。另外,该方法放宽了对初始区间的要求,减少迭代次数,提高了迭代算法效率。通过计算区间算子判断给定直线与NURBS曲线/曲面有无交点和存在交点时的交点数目,保证了求解交点精度,为解决直线与曲线/曲面多交点判断及内外环或内外域判断等问题提供了有利条件。数值算例验证了该方法的有效性、计算精度和效率。     

NURBS在复杂叶型设计中的应用

非均匀有理B样条（NURBS）技术在近年来得到迅速发展,这里对这种叶片几何造型方法进行了改进,研究了NURBS在叶片设计中的具体应用,包括叶片基元级的中弧线、吸压力面、前后缘的NURBS处理,以及整个叶片的NURBS曲面拟合处理.结果表明,可以用四段NURBS曲线来表示一完整的基元级,用NURBS来设计叶片具有很好的灵活性和统一性,并在优化设计和工程中具有重要的应用价值.     

分块矩阵在NURBS计算中的应用及实现

在应用NURBS进行曲面造型过程中,B样条基函数及其导数的计算经常出现而且需要准确快速地进行计算。在深入分析了deBoor-Cox公式的基础上,本文提出了一种分块矩阵的方法,应用该方法得出了任意次基函数及其任意阶导数的计算公式。与其他计算方法进行比较的结果可以看出该方法具有较好的通用性、高效性等优点。     

NURBS技术在地铁车辆车身曲面造型设计研究

简述非均匀有理B样条曲线、曲面在车辆外形设计中的应用方法,推导了基于物理模型的曲线曲面构建方法,进而获得了产品造型所要求的曲面,并在CAD领域的工程实际应用中进行了探索。实践表明,应用NURBS曲面使产品造型设计者能随心所欲地实现自己的设计意图。     

基于NURBS的曲线及曲面设计算法要领浅析

规则曲面和自由曲面得以明确表达清楚,依赖于NURBS方式下的数学算法。该文基于NURBS的曲线内插点式及拟合自由曲面设计的算法基础上,应用其特殊的权因子及拟合,逼近方法可以便捷地控制曲线及曲面形状的变化,以及在空间上的具体运用。     

RE在产品造型中的应用

RE(反求工程)是现代产品设计新技术,具有对复杂曲线、曲面设计功能,在具有复杂曲面外型产品的设计中得以广泛应用。本文阐述了曲线、曲面反求的基本原理和逆向工程产品造型设计方法,并给出了应用实例。     

应用NURBS技术的叶型流道构型研究

为了探索新的叶型设计方法,文章采用非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,简称:NURBS)曲面成型技术尝试了涡轮叶型和流道构型的设计和仿真,主要设计过程为叶型NURBS曲面参数的计算、曲面型值点反算控制点的求解和NURBS曲面的构造方法,编制了通用的NURBS曲面成型函数工具箱。其中叶片吸力面与压力面的生成为分别进行拟合,在两面交界处达到了封闭,并提出可以通过对边缘点的节点细化(增加控制点列数),使两曲面片在数据上无限接近曲率一致,实现了NURBS技术在流道外形设计和仿真方面的应用。     

基于三次NURBS曲线的凸轮轮廓插值方法

本文提出了一个用三次NURBS曲线插值凸轮轮廓的新方法,该方法首先推导出三次NURBS曲线的矩阵形式,然后根据积累弦长参数法确定节点矢量,最后运用MATLAB软件算出凸轮轮廓的控制点及其权因子.     

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。     

基于遗传算法优化权因子的NURBS曲面形状微调

文章对非均匀有理B样条(NURBS)及其权因子作了分析研究.阐述了采用遗传算法求解NURBS曲面权因子的最优解来微调NURBS曲面以达到所要求的形状的方法.最后,给出了曲面权因子调整的应用算例.     

基于设计结构矩阵的多领域协同设计

将矩阵方法应用到复杂产品的多领域协同设计中,在分析多领域协同设计耦合关系的基础上,用设计结构矩阵来描述多领域协同设计的工作流程,并通过设计结构矩阵的初始化和重构方法来解决多领域协同设计中的耦合问题,以缩短产品设计周期,降低开发成本。     

散乱点曲面拟合及在车身曲面中的应用

提出了一种基于NURBS 曲面的散乱点参数曲面拟合方法,可以对散乱点云数据进行插值或基于最小二乘意义下的光顺拟合。完成了软件开发并在汽车车身外形曲面设计中得到了应用。NURBS曲面的优良品质保证了这种方法计算稳定,生成的曲面满足光顺要求。     

一种减少复杂产品ICT切片图像三维重建表面阶次的方法

对于复杂产品的层层ICT切片图像,通过分析计算、数字图像处理和CAD软件等辅助工具,重建出产品的几何模型。文中着重论述怎样将复杂产品的数字化模型,通过NURBS曲线、曲面进行三维重建等方面的应用研究,通过横向与纵向NURBS曲线的微小扩大与缩小来形成小空间重建产品的几何模型。最后通过误差分析得到,不仅使重建后的NURBS曲面的误差没有增大,反而使其表面质量得到了提高。     

基于非负矩阵分解的产品结构相似性判断及其应用

为了快速发现可重用产品结构,提出了基于非负矩阵分解的产品结构相似性判断方法。通过将产品结构邻接矩阵转化为邻接向量,构建包含全部结构信息的库矩阵;利用Multiplicative Updates(MU)算法对库矩阵进行非负矩阵分解,实现以低维空间向量描述的产品结构;在此基础上,通过计算低维向量的欧氏距离,可以判断产品结构之间的相似性;最后通过实例对所提出原理和方法进行了验证,结果表明,该方法比目前的相似性判断方法更高效。     

复杂产品装配干涉矩阵自动生成方法

现有装配干涉矩阵生成方法极其耗时,且无法精确检测面片模型,难以应用于大装配模型的复杂产品。为此,引入基于投影的干涉检测方法,将三维求交问题转换为二维问题。其中,基于包围盒十字相交可直接检测出零件平移产生的硬干涉,扩展了包围盒的功能;利用层次化的虚设面进行模型的三角面片区域规划和相交运算,大幅度减少干涉检测中的三角面片求交次数,显著降低算法时耗;进行基于表示精度的二维三角面片求交,消除检测对象在曲面贴合处的伪干涉,并基于三角面片包围盒等判断干涉的正负方向。在此基础上,提出全面的装配干涉矩阵生成算法。开发Aero Assem装配设计系统,实现了该方法,并以某汽车前轴模型为例进行了应用验证,证明该方法在保证精确性的同时极大地提高了算法效率,能够有效应用于复杂产品的装配设计中。     

一种矩阵秩运算的自由曲面轮廓度评定方法

为了能够提高自由曲面轮廓度评定的精度与效率，提出一种将空间齐次坐标变换矩阵与刚体运动学相结合，从而保证测点集始终在理想零件模型的边界作用下向最小区域变动，并通过方程组解的特性来模拟实际量具测量过程的评定方法。采用系数矩阵与增广矩阵的秩分析每个测点的运动情况来确定每一阶段测点集的变动方向，依据各阶段测点集的自由度来判断评定过程是否满足终止条件，最后通过使用螺旋桨叶片自由曲面为工程实例来验证该方法的有效性。