体成形数值模拟中的模具型腔、网格生成及接触搜索的一致描述

以三次B样条曲面描述为基础 ,对体成形数值模拟中的复杂模具型腔、锻件三维网格自动划分、锻件与模具接触的状态进行了一体化研究。利用B样条曲面的直观性、局部性、通用性和造型灵活性 ,构造了复杂模具型腔及锻件边界 ,提出了三维网格样条生成法、改进的分块样条生成法及接触判断区域层次搜索技术。     

基于NURBS方法的三维型腔曲面的几何描述及网络域的生成

ＮＵＲＢＳ方法是目前塑性成形三维数值模拟领域最具代表性的方法,具有强大的造型功能。研究了采用ＮＵＲＢＳ方法构造曲线、曲面方程和网格生成及插值生成曲面的问题,并利用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了描述模具型腔表面的程序。     

型腔曲面计算机辅助设计：——曲面拼接新算法及实现

本文针对自由型型腔曲面设计问题，运用Ｂ样条曲面理论和微机绘图系统，建立了三维型腔曲面数学模型。文中采用选择线性组合系数的方法来补充边界条件，易于达到希望的边界要求，且计算简便，在曲面拼接处结合使用重节点Ｂ样条与均匀Ｂ样条原理，简化了复杂的拼接计算，并能达到Ｃ连续，文末附有几种不同形体特征的曲面绘图实例。     

采用Bezier曲面生成叶片锻造三维有限元模拟的模具网格

根据叶片锻模的特点提出采用Ｂｅｚｉｅｒ曲线将叶片锻造三维有限元模拟的模具上分散的点分组拟合成曲面块,并同时对各拟合出的Ｂｅｚｉｅｒ曲面块进行网格划分,进而拼接后形成模具网格,从而为方便地处理模拟过程中模具和坯料间的摩擦问题和动态接触问题打下了一定的基础。     

基于NURBS的动态接触边界算法研究

采用非均匀有理B样条(NURBS)方法描述模具型腔曲线，系统地分析了基于NURBS法的工件与模具动态接触过程的变化机制，并提出了相关算法。通过H型锻件成形的模拟，证实了相关算法的可行性。从而验证了NURBS法对提高塑性有限元软件的通用性和模拟精度有重要作用。     

在2(1/2)坐标数控铣床上加工三维型腔曲面的方法

本文提出了一种运用坐标变换方法,借助自动编程系统生成数控程序,在2(1/2)坐标数控铣床上实现复杂三维型腔曲面的加工方法,扩大了这类数控机床的工艺范围。模具中三维型腔曲面的加工大都可以在2(1/2)坐标数控铣床上进行。但是,对于较复杂的曲面,例如,电话听筒模具的型腔曲面等的加工,则因该机床不具备三坐标联动的功能而将遇到困难。为此,我们利用坐标变换原理,借助一定的工艺装备,对型腔曲面进行分部加工,就在J320—1型2(1/2)坐标数控铣床上实现了,从而扩大了这类数控机床的工艺范围。数控程序是利用日本FANUC公司生产的P—E型自动编程系统编制的。     

B样条曲线、曲面的计算机辅助设计及可控修形研究

文章对Ｂ样条曲线、Ｂ样条曲面的生成进行了研究,同时还研究了Ｂ样条曲线和曲面的可控修形,即在原来基础上修改成所需的任意形状。生成及修改的结果可在计算机上显示。该研究是用Ｃ语言实现其算法的。     

鞋楦CAD曲面数学模型的研究

根据鞋楦复杂的空间自由曲面特点及ＣＡＤ软件的实用性，可操作性，便于系列化与特殊性设计的要求，本文提出了从Ｂ样条曲线推广到Ｂ样条曲面的鞋楦曲面设计数学模型的建立方法。文中讨论了鞋楦曲线，曲面拼接的端点条件，边界条件，反算诸问题；给出了鞋楦实测特征位置截面曲线与数学模型模拟曲线的比较图形和鞋楦的三维空间曲面网格图形。作者提出了将鞋楦的复杂空间曲面问题转化为多个较简单的曲线问题来解决的基本思路。     

B样条曲线,曲面的计算机辅助设计及可控修形研究

文章对Ｂ样条曲线,Ｂ样条曲面的生成进行了研究,同时还研究了Ｂ样条曲线和曲面的可控修形,即在原来基础上修改成所需的任意形状。生成及修改的结果可在计算机上显示。该研究是用Ｃ语言实现其算法的。     

基于IMOLD的注塑模具设计

利用SolidWorks分割线命令,在IMOLD中手动创建喷墨打印机输纸滚轴注塑模具的分型线,应用创建及修补延伸曲面功能生成完整的分形面,成功分离出模具的型芯和型腔,为在IMOLD中如何创建复杂零件注塑模具的分形面提供了一种新方法。     

采用Bézier曲面生成叶片锻造三维有限元模拟的模具网格

根据叶片锻模的特点提出采用 Bézier曲线将叶片锻造三维有限元模拟的模具上分散的点分组拟合成曲面块 ,并同时对各拟合出的 Bézier曲面块进行网格划分 ,进而拼接后形成模具网格 ,从而为方便地处理模拟过程中模具和坯料间的摩擦问题和动态接触问题打下了一定的基础。     

接触判断中的UV参数曲面生成技术

用参数曲面片法进行接触判断 ,对于曲面的表示有连续及相容的要求 ,但用CAD设计的裁剪曲面并不满足这个要求。本文通过B样条曲线的升阶、组合及Coons曲面的生成 ,给出了把CAD中的裁剪曲面转化为接触判断中所需要的UV参数曲面的一种实现方法。试验证明了该方法的实用性及有效性     

金属塑性成形的三维刚塑性有限元模拟技术研究

本文对三维刚塑性有限元模拟理论及有关技术问题进行了系统的研究，针对模拟过程中的模具型腔曲面几何描述，动态接触边界处理等关键技术提出了有效的算法开发了相应的三维模拟软件。并以球冲头压缩方坯和曲轴成形为例进行了模拟，计算结果表明所提出的算法和软件系统是可行的。     

基于特征的三维人体建模

应用B样条拟合方法，提出一种基于特征的人体模型网格曲面造型方法，文中介绍了B样条曲面的拟合理论和B样条曲面用于三维人体曲面拟合的具体过程及其获取具有真实感的三维人体模型的消隐处理算法。并采用了基于特征的参数化设计思想，用人体参数控制人体，使结果的变化十分快捷。     

电火花摇动加工中的曲面非均匀偏置补偿技术

针对模具产品复杂曲面电火花（EDM）加工中电极摇动引起的加工误差问题，提出了一种电极自由曲面非均匀偏置的补偿技术.该技术采用直接修改电极曲面几何形状参数的方法, 根据电火花加工中电极不同的摇动方式和摇动量补偿了电极的自由尺寸.在偏置补偿过程中提取非均匀有理B样条（NURBS）电极曲面的基本参数, 对电极曲面进行网格离散.根据电极不同的摇动方式，非均匀偏置离散网格.在控制误差下，逼近补偿后的非均匀电极曲面.结果表明，该补偿技术有效地解决了电极摇动的加工补偿问题，能够较大地提高模具产品的加工精度.     

一种参数化曲面网格生成方法

针对在计算机辅助设计(CAD)及流场数值计算中,经常遇到绘制曲面及曲面网格的问题,探讨了一种生成参数化曲面网格的新方法.介绍的参数化曲面网格生成方法是依据代数变换和椭圆变换得来的.通常所用的二维和三维域椭圆变换是基于在Laplace方程,而本文生成的参数化曲面网格,则基于Laplace beltrami方程.由代数变换和椭圆变换构成的复合变换服从Possion方程的椭圆系统,其控制函数由代数变换确定,且遵守Neumann边界条件,这就保证了网格边界上的正交化.该方法生成的网格最终由曲面本身的形状及边界上的网格点分布确定,减少了计算量,尤其对大型复杂型面可有效提高网格生成速度.     

模具数控研磨技术开发研究

应用模具型腔的数控研磨加工技术,开发了用于模具型腔研磨加工的研磨装置,此装置可直接安装于数控铣床上研磨加工平面,竖直面及空间自由曲面及空曲面,为在ＮＣ档或加工中心上实现模具一次装夹完成铣削,磨削和研磨加工提供了工艺装备。     

由三维散乱点重建三角网格曲面方法的分类与评价

介绍了三维散乱点重建网格曲面的有关知识及发展现状,对现有的由三维散乱点重建三角网格曲面的典型算法分为三大类型,对这三类算法的特点加以深入地分析和比较,指出了各个算法的适用范围. 最后分析了由散乱点生成三角网格曲面中需要进一步研究和解决的问题.     

基于k-均值聚类算法的模具型腔曲面分片加工研究

为了提高复杂曲面的加工效率,解决编程人员凭经验分片导致加工特征遗漏和区域参数不合理的问题,提出了一种基于k-均值聚类的模具型腔曲面分片方法.首先,将型腔曲面根据曲面加工特点进行分类;然后,根据k-均值聚类分析原理,将型腔曲面上加工特性相似且相邻的点归集到一个加工区域内;进而,型腔曲面被分割成若干具有不同加工特性的曲面片;最后,针对每个曲面片的特性规划刀具路径实施分片加工,将接刀痕迹控制在曲面片的交接处,以达到提高效率及加工表面质量的目的.结果表明,此方法能明显减少加工轨迹的长度,提高加工的效率及质量.     

用三角Bézier曲面片的特征网格快速逼近矩形Bézier曲面片

提出了一种将矩形Ｂｅｚｉｅｒ曲面片的特征网格转化为相应三角Ｂｅｚｉｅｒ曲面片的特征网格的显式公式（表示相同的曲面片）。并利用三角Ｂｅｚｉｅｒ曲面片的特征网格的递推公式，生成更为密集的特征网格，该特征网格将是曲面片的近似表示。本方法已成功地应用于飞机总体外形的设计之中，它还可广泛用于力学分析、图形显示、数控加工、实物测量等领域。