自由曲線曲面微調(diào)整技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文在簡要回顧了自由曲線曲面技術(shù)發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分別論述了曲線曲面形狀調(diào)整方法和相關(guān)調(diào)整技術(shù)的特點、應(yīng)用以及代表性工作。針對工程領(lǐng)域在應(yīng)用方面的典型問題和迫切需求，首次提出了自由曲線曲面微調(diào)整技術(shù)這一全新的概念，建立了自由曲線曲面微調(diào)整技術(shù)的基礎(chǔ)理論框架，并且對若干關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進行了深入的研究。 作者分析了目前曲線曲面形狀調(diào)整技術(shù)的發(fā)展和研究內(nèi)容中所存在的一些不足，在此基礎(chǔ)上，首次明確提出了自由曲線曲面微調(diào)整技術(shù)

2、的基本概念，并且在“從工程中來，到工程中去”的思想指導(dǎo)下初步建立了微調(diào)整技術(shù)的理論框架體系，系統(tǒng)地總結(jié)了曲線曲面微調(diào)整技術(shù)的實現(xiàn)方法及相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，完成了微調(diào)整效果綜合評價體系的構(gòu)建。 從汽車產(chǎn)品A級曲面設(shè)計的嚴格標準出發(fā)，結(jié)合A曲面特征曲線高精度、高光順性的基本要求，以及傳統(tǒng)構(gòu)造方法中所存在的問題，提出了基于控制頂點規(guī)范的Bézier曲線光順微調(diào)方法。該方法的核心是通過對控制頂點的交互式添加和迭代微調(diào)計算，能夠?qū)崿F(xiàn)特征曲線對

3、空間型值點的光順擬合。其中一方面，曲線控制頂點的交互式添加可以保證控制多邊形的形狀與空間型值點走勢的基本吻合，最大程度上保證曲線的光順性，另一方面，控制頂點的迭代微調(diào)計算結(jié)果，可以保證特征曲線與型值點集的最佳逼近。 面向汽車前照燈反射器曲面建模中高精度和高效率的基本要求，在分析目前方法存在問題的基礎(chǔ)上，提出了基于迭代擬合的曲面微調(diào)快速建模方法。該方法通過對曲面基本骨架曲線控制頂點的微調(diào)計算，使曲面能夠較好地滿足精度誤差控制的要求

4、，同時迭代擬合過程的快速收斂，實現(xiàn)了曲面微調(diào)過程的自動化，從而保證了高效的曲面逆向建模。在此方法基礎(chǔ)上開發(fā)的UG功能模塊系統(tǒng)，已經(jīng)在合作的臺灣某知名車燈制造企業(yè)集團內(nèi)部推廣，應(yīng)用設(shè)計了多款A(yù)M車燈產(chǎn)品，有效地提高了逆向設(shè)計環(huán)節(jié)的效率。 針對模具型腔加工中的重要手段電火花成型加工技術(shù)(Electricaldischargemachining，EDM)中由于電極平動所引起的加工誤差，提出了基于曲面廣義偏置的微調(diào)補償技術(shù)，并給出了全新

5、的基于非均勻有理B樣條(NURBS)曲面的廣義偏置微調(diào)算法。該方法針對EDM加工過程中電極不同的平動方式和平動量，通過對平動電極幾何形狀參數(shù)的微調(diào)補償，解決了電極平動引起的加工誤差。隨后經(jīng)過對大量計算實例和實驗加工數(shù)據(jù)的分析，驗證了微調(diào)補償原理的正確性，以及廣義偏置算法的可靠性。 最后為了實現(xiàn)各種自由曲線曲面微調(diào)整技術(shù)的核心算法，深入研究了多種輔助支持技術(shù)。開發(fā)了基于IGES的數(shù)據(jù)接口，完成了相關(guān)曲線曲面的格式解析與信息檢索算法