基于点约束的车身网格曲面变形算法研究

网格曲面变形技术是计算机图形学中网格模型处理的关键技术,提出了利用B样条基函数作为变形参考曲线、采用多分辨率技术、基于点约束的车身网格曲面变形算法,该算法借助OpenGL平台,通过Visual C++6.0编程实现,算法应用实例表明该算法稳定可靠,变形后模型整体光顺性较好,有利于车身外表面的重构。     

三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快.     

两类带两个形状参数的三角Quasi-Bézier曲面

构造了两种定义在三角域上带两个形状参数的二元Quasi-Bernstein基函数.与之相应的两类三角Quasi-Bézier曲面其性质与传统的三角Bézier曲面相仿.当形状参数取某些特定值时,三角Quasi-Bézier曲面就退化为三角Bézier曲面.在控制顶点固定时,三角Quasi-Bézier曲面的外形可以通过改变形状参数的值来进行调整.两个形状参数几何意义明显,便于操作,其中一个在3条边界曲线固定后仍能够调整曲面的外形.数值实例表明了这两类三角Quasi-Bézier曲面在调整外形时的有效性与便捷性.     

三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快。     

三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨.实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度.     

三角网格曲面环形刀五轴加工宽行距刀具路径生成方法

针对三角网格曲面五轴数控加工中普遍使用的截平面法加工行距较窄、加工效率较低的问题,提出一种可变行距的宽行加工刀具路径生成方法.首先,以三角网格数据重构为基础,提出一种基于KdTree网格区域划分的求交算法,实现了网格数据点的快速获取;然后,分析环形刀及三角网格曲面的几何特性,在无曲率干涉条件下提出通过改变侧倾角并优化前...     

四次带参广义Bézier曲面构造与光滑拼接技术

基于一组带参数的四次广义Bernstein基函数,构造了一种带多形状参数λ、γi的四次广义Bézier曲面,该曲面不仅保留了传统Bézier曲面的性质,而且具有优良的形状可调性,同时还以四次Bézier曲面为其特殊情形;其次,详细分析了该曲面的一些基本性质,以及讨论了该曲面的一些特殊退化曲面的构造;最后,为了解决造型设计中复杂曲面难以用单一曲面表示的问题,进一步研究了该曲面的拼接技术,推导了两相邻四次带参广义Bézier曲面片间G1和G2光滑拼接的几何条件,并给出了具体的拼接步骤与几何造型实例。实例结果表明,所提方法不仅简单有效且易实现,可应用于工程复杂曲面的构造与外形设计中。     

一种基于车身曲面重建的三角网格曲面参数化方法

三角网格曲面的参数化是车身曲面重建过程中的一个重要环节。三角网格曲面参数化是一个由3D到2D的可逆变换,可将对三角网格曲面的操作转化为对二维平面网格的操作,这样就大大地减小了应用操作的复杂性。在车身曲面重建的基础上研究了一种既保角又保面积的参数化方法,并判断其是否适应于车身曲面重建过程中的三角网格参数化。通过VC6.0编程结合UG软件为平台,应用车身实例来实现这种参数化方法的算法。     

温度体动网格方法的旋转变形能力

动网格方法的旋转变形能力取决于动网格模型对旋转变形的传递方式.以运动边界分别占计算域外边界5%与20%的旋转圆柱为例,将温度体动网格方法、弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式进行比较,探讨影响动网格方法旋转变形能力的根本原因.采用温度体动网格方法和弹簧法（包括传统弹簧法和改进弹簧法）分别生成翼型不同旋转角度下的动网格,对生成的动网格质量进行比较,进而对不同动网格方法的旋转变形能力进行分析.结果表明：温度体动网格方法与弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式不同,它通过引入旋转映射,使运动边界的旋转信息正确有效地传递到整个计算域;温度体动网格方法单步生成翼型90°大角度旋转的动网格质量比传统弹簧法和改进弹簧法多步生成翼型小角度旋转运动的网格质量好,具有更优的旋转变形能力.     

基于等参变换的车身有限元模型自由变形设计

为了提高车身设计的效率,提出了一种车身有限元模型自由变形设计方法。首先,生成的车身有限元模型是由空间六面体、五面体和四面体单元组成的控制参数体;然后,建立有限元模型和控制参数体的等参变换关系,而后通过对控制参数体的形状改变来驱动有限元模型的变体设计。通过给出的等参变换及其逆变换关系,算法避免了已有自由变形算法的局部坐标参数化的计算费时问题。通过对某车身有限元模型的数值模拟测试,验证了算法的可用性和有效性。     

Loop细分技术在犁体曲面造型中的应用

阐述了细分方法的基本思想以及基于三角网格的Loop细分模式的原理和方法；提出了在相关几何造型、有限元分析和动态仿真软件配合下，基于OpenGL环境或CAD二次开发环境的复杂犁体曲面造型的细分方案；对犁体曲面的控制网格生成、边界限定等关键技术进行了讨论。利用该方法可以有效缩短复杂犁体曲面的造型、计算和分析时间。     

物理变形重构模型的装配仿真探讨

物理变形重构模型的装配仿存在较为严重的装配变形问题,在物理变形重构模型建构中,我们往往采用限元计算的方法,来衡量模型的重力变形情况,并且采用双三次B样条曲线重构已经变形的装配仿真模型。基于此,文章以某种型号的机身侧壁版装配仿真构建为例,证实这些方法的可行性和操作的安全性。     

变形监测数据分析的群集智能模型

针对标准微粒群优化算法(PSO)存在早熟收敛和搜索精度低等缺陷,对其惯性权重因子进行改进,并将非均匀变异机制引入PSO,即在算法进行搜索时以一定变异概率对选中的粒子进行变异操作,同时对飞离搜索区域的粒子用新产生的粒子取代,由此得到改进的微粒群优化算法(IPSO)。然后将IPSO用于优化BP神经网络的连接权重和阈值,分析和建立变形监测数据处理的群集智能模型(IPSO-BP),为了进行比较,同时建立了回归分析模型、标准PSO-BP模型,并将3种模型分别应用于某大坝水平位移数据的分析预测,结果表明,IPSO-BP模型收敛速度更快、预报精度更高,是一种新的且有效、可靠的变形数据处理方法。     

滑移齿轮换挡防脱挡设计

介绍了一种拖拉机滑移齿轮换挡防脱挡结构,在不增加成本的情况下,有效地解决了滑移齿轮换挡脱挡的难题。     

考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型

基于分形接触理论,建立了考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型.通过对所建模型的数值仿真,直观揭示了接触载荷与实际接触面积间的非线性关系,以及弹塑性变形对结合面接触的影响.仿真结果表明,接触载荷随着实际接触面积的增加而增加,两者呈近似线性关系.同样的接触面积下,接触载荷随着分形粗糙度系数G的增加而增加,随着分形维数D变化的规律比较复杂.弹塑性接触面积占总接触面积的比例随着接触面积的增加而略微减小,同时随着G的增加而增加.弹塑性接触面积所占比例与D的关系是复杂的.弹塑性接触载荷不可忽略,弹塑性载荷占总载荷的比例与粗糙度系数及接触面积无关,只随着分形维数的增加而减小.忽略微凸体弹塑性接触时,接触载荷会略大于考虑弹塑性接触时的结果,误差在5％～60％之间,误差随着分形维数的增加而减小.     

基于功能表面分解与重构的概念设计过程模型

针对传统CAD系统对机械产品概念设计过程支持不足的问题,提出了基于功能表面分解与重构的概念设计过程模型。模型包括功能层、功能表面层和结构层。通过引入功能表面作为功能和结构的信息载体,建立了功能、功能表面、结构之间的映射机制,实现了功能到结构的稳定映射关系,有利于开发计算机辅助工具来支持概念设计。以数控铣床为例验证了提出的过程模型。