半自由曲面的创成

本文把自由曲面进一步划分成半自由曲面和纯自由曲面两种类型。针对半自由曲面结构特点提出满足设计要求的数学模型,从而解决了自由曲面的创成问题。     

自由曲面与函数曲面求交的数值解法

本文利用u-w参数平面与xyz空间的对应关系,把以双参数形式给定的自由曲面 P(u,w)=[X(u,w),Y(u,w),Z(u,w)] Umin≤u≤UmaxWmin≤W≤Wmax 与以隐函数给定的函数曲面 g(x,y,z)=O 求交这一空间问题,转化为u-w参数平面上曲线flu,w,=O的求解这一平面问题。通过曲线的导数信息和曲线上的一个初始点,又将后者转化为一个一阶常微分方程组的初值问题。从而导出了双参数自由曲面与函数曲面求交的数值解法,并在此基础上,具体讨论了计算机辅助几何设计中常用的Bezier曲面、Coons曲面,B-Spline曲面这三种不同类型的自由曲面与函数曲面求交问题,分别给出了相应的求交迭代格式。     

基于CAD模型的自由曲面检测方法

针对自由曲面的设计和加工特点，提出了采用点接触式三坐标测量机对自由曲面进行检测时，数学模型的建立方法，指出检测点数量的确定不仅与加工设备的精度和检测的置信度有关，而且还与自由曲面的面积大小有关，检测点的分布则应综合考虑曲面的曲率变化情况和曲面形状对测量网格的制约关系。由于非均匀有理B样条方法表达曲面的独特性，对复杂自由曲面应采取分片测量和评价的方法，同时在几何量测量中采用优化搜索的方法确定最小不合格区域，便于后续的分析和处理。     

基于包围盒编码的曲面求交算法

利用包围盒编码技术,以分割后的小曲面片为基准,建立新的坐标系,并分别构造各小曲面的最小包围盒,以每个包围盒的中心为坐标中心,进行空间划分和编码;分割求交曲面,并取各小曲面的角点和顶点,利用角点和顶点所在区域的编码间的逻辑运算来判断曲面与包围盒的关系,以此提高求交效率.     

自由曲面计算机辅助设计与加工：PBSURF系统

针对具有自由曲面的机械产品的型面设计与加工,本文介绍了一个具有一定特色的CAD/CAM系统。     

自由曲面形状信息的反求软件设计

在通用ＣＡＤ软件包ＡｕｔｏＣＡＤＲ１４平台上,利用一种新的面向对象的开工具ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ,开发出自由曲面反求软件。     

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。     

反求工程中曲面生成算法的研究

介绍了曲面造型技术的发展过程和反求工程的概念、应用及关键技术，在深入分析和比较各种曲面造型方法的基础上，阐明了NURBS方法是反求工程中曲面生成的最优算法，并用NURBS方法对某车体覆盖件进行了曲面重构．     

自由曲面的多级定位方法

为解决自由曲面工件定位中无法正确求取对应点问题,运用分级两步定位方法进行定位,达到正确求解的目的.首先在工件曲面和CAD曲面上分别均匀取点,提取曲面上的特征曲面,获得特征匹配关系,然后算出对应的位姿关系,完成预定位、精定位.为节省计算时间,提出了基于最大特征值优化的采点方法.最后给出实例研究,验证了方法的正确性.     

An automatic grid generation approach over free-form surface for architectural design

An essential step for the realization of free-form surface structures is to create an efficient structural gird that satisfies not only the architectural aesthetics, but also the structural performance. Employing the main stress trajectories as the representation of force flows on a free-form surface, an automatic grid generation approach is proposed for the architectural design. The algorithm automatically plots the main stress trajectories on a 3D free-form surface, and adopts a modified advancing front meshing technique to generate the structural grid. Based on the proposed algorithm, an automatic grid generator named ＂St-Surmesh＂ is developed for the practical architectural design of free-form surface structure. The surface geometry of one of the Sun Valleys in Expo Axis for the Expo Shanghai 2010 is selected as a numerical example for validating the proposed approach. Comparative studies are performed to demonstrate how different structural grids affect the design of a free-form surface structure.     

Tool-path planning for free-form surface high-speed high-resolution machining using torus cutter

Nowadays,customersrequiremorespecialandcomplicatedproductsthatmayincludenumerousfree formsurfacesforfinefeaturesandfunctionalrequire ments.Suchfreeformsurfacesareusedinshipbuild ing,automotive,andaerospaceindustries.Sincetheseproductdesignsareincreasingly…     

复杂自由曲面的分片规划

针对模具自由曲面研抛效率低下的问题,根据计算机图形信息和NURBS曲面构造特点,提出了基于曲率的与模糊C中值法相结合的自由曲面分片规划算法。该算法将自由曲面分成若干曲面片,并将几何信息和加工工艺信息相似的曲面片分类归族,即聚类曲面片族。利用分片算法进行的仿真和实验结果表明:此分片算法能够实现自由曲面的分片,按聚类曲面片族进行研抛可提高加工效率。     

基于混合算法的自由曲面网格结构多目标优化

为有效提高自由曲面网格结构的性能,改进了自由曲面网格结构的多目标优化方法,基于NURBS技术生成自由曲面,以曲面控制点高度为优化变量,结构应变能为静力性能优化目标,提出了以综合考虑曲面相似性、流畅性以及网格规整性的几何综合量化指标为几何优化目标;将目标函数的敏感度与进化算法NSGA-II结合,提出了敏感度混合进化算法。进行了自由曲面索撑网壳与自由曲面空间网格结构的多目标优化。研究结果表明：与其他3种算法相比,敏感度混合进化算法不仅可获得精确性、均匀性更好的Pareto解集,而且明显提高了算法的优化效率;两个结构优化后的应变能分别下降了21.2%、60.9%,几何综合量化指标分别下降了15.4%、30.9%;优化后结构自身的力学性能有所提高,以综合量化指标为目标函数有效提高了自由曲面的相似性、网格流畅性以及网格规整性。     

采用混联机床研抛模具自由曲面

采用混联研抛机床对自由曲面进行了研磨加工,在不同的加工条件下,通过对相同的曲面片进行研磨实验,探讨了研磨参数变化对自由曲面的研磨效率和表面质量的影响规律,通过对研磨加工工艺过程的分析,建立了研磨条件的数学表达式,推导出影响表面质量和加工效率的4个研磨工艺参数,并分析了研磨参数对表面粗糙度的影响。初步建立了自由曲面研磨的专家系统,为研磨过程的自适应控制提供依据。     

基于双测头组合的未知自由曲面自适应采样

在逆向工程中为了准确、快速、合理地获取未知自由曲面的表面数据,提出一种基于双测头组合的非接触式自适应采样方法.并列组安装2个点激光测头,分别为前端测头和后端测头,利用遮光布阻挡反射光消除两测头之间的测量干扰.在逐行采样过程中,在扫描方向上前端测头用于探路测量,系统实时地对探路测量数据进行处理与曲线拟合,根据拟合曲线的曲率特征为后端测头规划合理的采样间距,后端测头以探路结果为指导完成自适应采样.在测量截面进给方向上,通过截面间夹角分析,自适应地细分测量截面.仿真与实验结果表明,该方法能根据曲面特征合理地布置采样点,能有效提高曲面数字化的效率与精度,为模型重建提供合理的测量数据.     

基于多岛遗传算法的自由曲面层合壳铺层优化

采用多岛遗传算法,以自振频率最大为优化目标,对自由曲面层合壳的铺层顺序进行优化研究。其中,自由曲面层合壳的几何形状通过非均匀有理B样条(NURBS)进行建模,结构有限元模型的创建和自振频率的计算通过ANSYS完成,多岛遗传算法通过软件Isight实现,并与ANSYS连接实现铺层顺序优化。最后,通过算例分别对正高斯、负高斯、正负高斯曲率自由曲面层合壳进行优化分析,获得了最优的铺层顺序。算例结果表明,提出的优化自由曲面层合壳铺层顺序方法是准确、有效的。     

基于FFD算法的三维服装变形技术

为提高服装及其虚拟展示行业的变形效率问题,研究开发了一套适合服装变形的智能系统.以VB.NET和Managed DirectX为开发工具,以3DSmax为模型工具,以FFD自由变形算法(free-form deformation,FFD)为核心算法来实现三维服装变形.减少了服装变形的手工繁复操作,实现了三维服装变形的自动化模式.