基于NURBS的非均質(zhì)實體建模方法研究.pdf

1、非均質(zhì)實體是指由兩種或兩種以上組分材料(或空隙)在實體內(nèi)部規(guī)則或非規(guī)則分布而形成的具有多重特定功能的構(gòu)件。為了充分利用這種新型材料零件所具有的優(yōu)良性能,首要而關(guān)鍵的問題是提供一套實用的復(fù)雜非均質(zhì)實體的造型方法。本文將工業(yè)產(chǎn)品的主流表示法——NURBS(Non-UniformRationalB-Spline)方法融入到非均質(zhì)實體的造型設(shè)計之中,系統(tǒng)地提出了基于NURBS的非均質(zhì)實體建模方法,取得了如下創(chuàng)新性成果:
　　1.針對非均質(zhì)

2、NURBS實體的特點,提出了使用齊次坐標(biāo)表示點信息的NURBS材料數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);提出了一般非均質(zhì)NURBS實體的統(tǒng)一建模方法,分別給出了非均質(zhì)NURBS曲線、非均質(zhì)NURBS曲面、非均質(zhì)NURBS實體的各三種表示法;提出了特殊非均質(zhì)NURBS體的構(gòu)造方法及表達形式,給出了包括非均質(zhì)直線段、非均質(zhì)圓、非均質(zhì)旋轉(zhuǎn)體、非均質(zhì)圓柱體、非均質(zhì)圓錐體、非均質(zhì)球體、非均質(zhì)拉伸體、非均質(zhì)一般柱體、非均質(zhì)線性插值實體、非均質(zhì)掃掠體、非均質(zhì)擺轉(zhuǎn)體、非均質(zhì)孔斯體

3、等十二種不同非均質(zhì)實體的NURBS表示方法,并從理論和實際應(yīng)用兩個方面詳細(xì)闡述了NURBS表達式中各基本要素的確定方法。
　　2.提出了非均質(zhì)NURBS實體的分層次整合建模方法,該方法在相同的參數(shù)空間中,采用不同的NURBS表示形式分別表達幾何模型與材料模型,兩種模型在建模的某一層中進行整合并生成復(fù)雜非均質(zhì)實體。這種方法在一定程度上減少了材料模型的存儲空間,但卻依舊保持材料變化上的連續(xù)性,同時增加了材料變化的多樣性。
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4、.提出了兩種非均質(zhì)NURBS實體的逆向構(gòu)造方法,其中張量積的插值方法適合于離散點呈較均勻的矩形網(wǎng)格分層次分布的情況,RBF-NURBS逆向構(gòu)造法適合于離散點的幾何分布是無規(guī)則的、散亂的情況。
　　4.開發(fā)了一套復(fù)雜非均質(zhì)實體計算機輔助設(shè)計軟件系統(tǒng)——NURBS-HO-CAD,該系統(tǒng)同時支持“一步法”與“兩步法”的造型設(shè)計流程,具有多個非均質(zhì)實體的保存與讀取方式,實現(xiàn)了NURBS-HO-CAD與其它常規(guī)CAD/CAM軟件之間的數(shù)據(jù)交