三角网格曲面上测地B样条曲线偏置

针对曲面上曲线偏置方法存在的不足,提出一种流形网格曲面上测地B样条曲线偏置方法。该方法将流形网格曲面上曲线偏置的问题转换为平面曲线偏置的问题。对于给定的流形网格曲面上测地B样条曲线,将测地B样条曲线所在的区域用离散指数映射的方法进行局部参数化;利用基于控制顶点偏移的方法,将参数域上的曲线进行偏置;利用参数匹配的方法将偏置后的曲线映射到流形网格曲面上,完成曲面上曲线的偏置。针对平面偏置曲线出现的自交,提出了一种新的检测与去除自交的方法,能够有效地去除自交。试验结果表明:该方法不仅健壮、有效,能够满足交互设计要求,而且偏置曲线的表达式与源曲线具有相同形式。     

网格曲面上两相离曲线段的光滑过渡

将欧氏空间中两非均匀B样条曲线间G1连续条件拓展到曲面空间,提出一种构造网格曲面上两相离曲线光滑过渡曲线的方法.网格曲面上的曲线采用测地B样条表示,具有与欧氏空间中传统B样条相一致的明确数学模型.基于三角网格模型的拓扑邻接关系,提出一种网格曲面上测地线的延长线离散逼近算法,以此为基础,建立两测地B样条曲线间G1连续条件,将边界连续条件转化为控制顶点的位置约束,从而构建两曲线间的光滑过渡曲线.试验结果表明,所提方法健壮、高效,不依赖于参数化和投影技术,即使对于具有尖锐特征的曲面亦有很强的适应性.     

网格曲面上的样条曲线阵列

提出一种流形网格曲面上曲线阵列复制方法,达到曲线重用与再设计的目的。网格曲面上的曲线用测地B样条表示,使对曲线的操作可以转换为对曲线控制顶点的操作;引入离散指数映射理论将给定的源曲线控制顶点映射到切空间,获得它们的法坐标,按照曲线阵列前后控制顶点法坐标保持不变的原则,建立曲线阵列前后控制顶点的对应关系,实现曲线的有规律多重复制。法坐标很好地保持了控制顶点之间的测地距离和相对位置关系,因而也保证了曲线阵列重用过程中的形状保持性。将曲线阵列时的位置与形状分开处理,使曲线生成仅与其所在的局部区域有关而与曲面的整体大小无关,既便于保证曲线的形状保持性,也减少了计算量。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

三角网格曲面上的勾画曲线及其编辑

提出一种在三角网格模型上生成与编辑勾画曲线的方法.首先通过人机交互获得一个屏幕坐标系下的有序点集S,拟合点集s为一条3次非均匀B样条曲线C,对曲线进行重采样,得到一系列的采样点.把采样点由屏幕坐标系映射到三维世界坐标系,即获得了一个位于三角网格模型上的有序点集,用直线段将这些点依次顺序相连,即获得了三角网格模型上的勾画曲线,该曲线线性逼近于3次非均匀B样条曲线.同样地,通过位于屏幕空间的曲线的编辑来实现三角网格模型上勾画曲线的编辑修改.最后,给出了所介绍算法在帮样设计CAD系统中的应用实例,结果显示,算法实时交互性好,能够满足工程应用的要求.     

流形网格曲面上测地B样条插值

针对现有曲面上自由曲线设计方法的不足,提出一种插值于流形网格曲面上给定点列的测地B样条曲线生成方法。用流形网格曲面上两点间的最短测地线代替欧氏空间中的两点间直线,将欧氏空间中的德布尔算法拓展到曲面空间,得到流形网格曲面上的测地B样条表示形式。对于给定的约束于网格曲面上的点列,基于欧氏空间中的B样条插值理论,反算出其控制顶点,将这些控制顶点投影到网格曲面上,作为待求曲线的初始控制顶点,生成初始的测地B样条曲线。为使曲线尽可能逼近于型值点,提出反向误差补偿策略,通过简单迭代求取约束于网格曲面上的控制顶点。根据曲线的凸包性,将曲线所在测地凸包区域与整体网格曲面虚拟分割,使插值测地B样条曲线的计算量仅与曲线所在测地凸包区域内的网格顶点数有关,而与整体网格大小无关,从而大大减少计算量。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

几种典型三角网格曲面参数化方法的分析与比较

三角网格曲面的参数化是纹理映射、重新网格化和曲面拟合过程中的重要环节,因此在实践中采用的参数化方法合适与否至关重要。本文着重介绍了三种代表性参数化方法,对这三种方法作了详细的分析和比较,给出了各算法的特点、运行时间、纹理映射效果和映射前后三角片的变形大小,对参数化方法的实际应用有一定的指导作用。     

基于原始曲面信息的变形网格的曲面重构

为了对有限元分析后的模型进行干涉检查和再分析,需对变形后的网格重建实体模型。基于原始曲面的信息,对变形后的网格进行区域分割,针对分割后的每个特征区域,分别对二次曲面和B-样条曲面采用了不同的重构方法。对于二次曲面,提出了一种基于等参数线的二次曲面参数提取的方法;对于B-样条曲面,给出了一种误差控制的B-样条曲面拟合的多步迭代方法。基于原始模型的拓扑结构,对重构后的曲面进行裁剪缝合得到变形后的实体模型。由于利用了原始曲面信息,使得曲面重构得以简化。实验表明,基于原始曲面信息的曲面重构方法可以快速有效地重构出任意复杂拓扑结构的变形后的曲面。     

三角网格曲面上的特征阵列

针对三角网格曲面上复杂特征阵列式设计重用困难问题,提出一种两步法特征阵列重用策略。基于曲面空间向量平移理论,确定特征阵列位置,以角度和测地距离两个参数构建各阵列实例之间的关联;提出一种基于对偶图的曲面局部参数化方法,使参数化结果不受顶点法矢评估方法的影响,对噪声和锐边特征不敏感。在此基础上,采用微分坐标网格变形技术实现阵列实例的形状控制,使其适配曲面局部形状变化。给出了环形旋转阵列、沿曲线阵列以及方向阵列的具体算法实现。试验结果表明,所介绍方法鲁棒、有效,可用于复杂特征的阵列式实时交互设计。     

基于B样条和几何映射的曲面展开法

遵循曲面展开的基本理论和原则,运用非均匀有理B样条表达板材自由型曲面,提出一种以展开前后面积不变为基本准则的、实现不可展曲面近似展开的几何映射法,对展开误差进行理论分析,并列举影响曲面展开的几点因素.板材不可展曲面的近似展开,对于完善板材冲压成形技术,有着重要的理论和实用价值.     

网格曲面上自由形状特征设计重用

针对目前网格曲面上复杂特征重用困难的问题,提出一种保细节的特征重用方法。借助于拉普拉斯坐标蕴含的曲率、法矢等微分几何信息,提出基于微分坐标的重用特征边界环参数化方法,具有保长度、保曲率和保形状的特性,减小特征边界环从兴趣区域映射至目标区域时所产生的形变。采用离散测地极坐标方法对目标网格进行局部参数化,按照参数坐标一致原则将重用特征的边界环映射至目标网格的指定区域,并以映射后的边界环顶点位置和法矢信息为约束边界条件,基于旋转不变量的改进拉普拉斯变形框架,对重用特征进行变形操作,使重用特征与目标区域实现自然过渡。所提特征设计重用框架无须对重用特征本身参数化,因而可以重用任意复杂的特征,且对特征的亏格数亦无限制。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,可用于复杂特征的迁移式设计重用。     

基于Solidworks软件的液压集成块设计

文章介绍了应用Solidworks软件进行液压集成块的设计，通过陶瓷压机液压系统的设计实例，说明采用三维参数化软件，对于提升设计手段，保证设计的准确性，提高一次性设计成功率具有工程实际意义。     

网格曲面上测地B样条曲线交互操作与重用

针对现有曲面上自由曲线设计重用方法的不足,提出一种流形网格曲面上曲线几何变换方法,达到曲线重用与再设计的目的。网格曲面上的曲线用测地B样条表示,具有与欧氏空间中传统B样条相一致的明确数学模型;引入对数映射理论将给定的源曲线控制顶点映射到切空间,获得它们的法坐标,按照曲线迁移前后控制顶点法坐标保持不变的原则,建立曲线迁移前后控制顶点的对应关系,实现类似于欧氏空间中的平移、旋转和缩放等几何变换。以网格曲面上离散对数映射理论为基础,将欧氏空间中的对称定义拓展到曲面空间,提出曲面上曲线的广义镜像概念并给出具体的算法实现。法坐标很好地保持了控制顶点之间的测地距离和相对位置关系,因而也保证了曲线迁移重用过程中的形状保持性。试验结果表明,所介绍方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

基于MastercamX参数化曲面曲线设计

重点介绍Mastercamx软件在Fplot绘图功能应用。文中以一典型的玫瑰曲线为例详细地分析及应用参数化设计曲线,应用plot功能高效的绘制复杂曲线及曲面。     

基于MDTools的液压集成块三维设计

三维辅助设计是液压集成块设计的发展趋势。在介绍和分析了MDTools集成块设计系统功能、应用优势、设计流程的基础上,将其成功应用于315T油压机液压系统集成块的设计,使集成块的设计更加直观、准确、高效,为集成块的三维设计提供了一种新思路和参考。     

基于集成模型的多层次设计重用方法

针对产品开发过程中对设计重用的需求,提出基于集成模型的设计重用系统,该系统可支持多个层次和粒度的设计重用。实例检索系统用于实现产品和零部件相似实例的检索,适于难以采用模型表达的设计知识的重用;结构配置系统可实现一类变型产品的快速配置,适于零部件结构和模块的重用;参数化系统映射属性集,可驱动CAD模型,适于零部件参数和特征的重用。最后,结合某减振器企业开发了支持多层次设计重用的变型设计系统,初步验证了该方法的可行性。     

基于CAE仿真的某发动机进气歧管设计

以某款增压型汽油发动机的进气歧管为研究对象,运用CAE仿真软件搭建发动机仿真分析模型,分析比较不同进气歧管方案下的发动机性能,给出最有利于发动机性能的进气歧管结构尺寸。文中的研究可用来指导发动机进气歧管设计阶段的正向开发工作,并为后期优化改善工作提出了一定的思路和方法。     

基于计算智能的液压集成块优化设计

液压集成块设计的核心问题是其外部布局和内部布孔集成方案的优化设计，是一种复杂的立体空间布局问题。在全面研究集成块零部件的结构特征和设计规律的基础上，深入分析了集成块立体布局的空间关系，给出了该问题的优化数学模型，运用现代智能计算方法及其混合优化策略，实现了满足性能约束的液压集成块布局布孔集成方案的自动优化设计，有效提高了集成块设计水平、质量及其自动化程度。     

基于重用的离线式工程图变型设计系统的设计

针对大量的工程电子图档无法得到充分利用的现状,研究了支持设计重用的离线式变型设计系统的基本思路;设计了系统的数据结构和体系结构;最后阐述了系统总控模块、图形驱动接口模块实现的主要算法。