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(jiǎn)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(diǎn)、應(yīng)用以及代表性工作。針對(duì)工程領(lǐng)域在應(yīng)用方面的典型問(wèn)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(duì)若干關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)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?jī)?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(lái)，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(shí)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(píng)價(jià)體系的構(gòu)建。 從汽車(chē)產(chǎn)品A級(jí)曲面設(shè)計(jì)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)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(wèn)題，提出了基于控制頂點(diǎn)規(guī)范的Bézier曲線光順微調(diào)方法。該方法的核心是通過(guò)對(duì)控制頂點(diǎn)的交互式添加和迭代微調(diào)計(jì)算，能夠?qū)崿F(xiàn)特征曲線對(duì)

3、空間型值點(diǎn)的光順擬合。其中一方面，曲線控制頂點(diǎn)的交互式添加可以保證控制多邊形的形狀與空間型值點(diǎn)走勢(shì)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(diǎn)的迭代微調(diào)計(jì)算結(jié)果，可以保證特征曲線與型值點(diǎn)集的最佳逼近。 面向汽車(chē)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(wèn)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(guò)對(duì)曲面基本骨架曲線控制頂點(diǎn)的微調(diào)計(jì)算，使曲面能夠較好地滿足精度誤差控制的要求

4、，同時(shí)迭代擬合過(guò)程的快速收斂，實(shí)現(xiàn)了曲面微調(diào)過(guò)程的自動(dòng)化，從而保證了高效的曲面逆向建模。在此方法基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的UG功能模塊系統(tǒng)，已經(jīng)在合作的臺(tái)灣某知名車(chē)燈制造企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部推廣，應(yīng)用設(shè)計(jì)了多款A(yù)M車(chē)燈產(chǎn)品，有效地提高了逆向設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的效率。 針對(duì)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(dòng)所引起的加工誤差，提出了基于曲面廣義偏置的微調(diào)補(bǔ)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(duì)EDM加工過(guò)程中電極不同的平動(dòng)方式和平動(dòng)量，通過(guò)對(duì)平動(dòng)電極幾何形狀參數(shù)的微調(diào)補(bǔ)償，解決了電極平動(dòng)引起的加工誤差。隨后經(jīng)過(guò)對(duì)大量計(jì)算實(shí)例和實(shí)驗(yàn)加工數(shù)據(jù)的分析，驗(yàn)證了微調(diào)補(bǔ)償原理的正確性，以及廣義偏置算法的可靠性。 最后為了實(shí)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(kāi)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