基于约束的曲面修改技术研究

论文摘要

随着计算机技术的广泛应用和飞速发展,有限元方法在汽车工业上的应用越来越广泛,有限元分析软件与CAD/CAM系统的集成显著提高了设计水平,而模具型面设计在模具的设计中占有极其重要的地位,影响产品的品质。然而,模具型面设计是个耗时和复杂的过程,通常无法一次完成。因而在模具型面的设计过程中,我们需要一种有效的曲面修改方法,修改曲面使得它满足设计者的要求。本文对板料成形CAE分析涉及的曲面修改技术进行了深入的研究,研究内容主要包括:比较系统地介绍了与曲面造型密切相关的一些曲面造型基础数学理论和方法,为曲面修改算法的阐述奠定了基础。深入研究了基于约束的曲面修改算法,本算法实现了覆盖件模具型面设计过程中要求的复杂曲面快速修改功能。针对曲面修改算法的具体实现细节,提出了一些可以增强算法稳定性和可靠性,提高算法效率的措施。着重探讨了约束点的参数化方法和曲线的逼近方法。在上述技术研究的基础上,将曲面修改算法应用于作者参与开发的跨平台CAE软件模块中。该模块功能使用方便,运行效率高,可以显著缩短模具设计制造周期、提高模具质量、降低模具开发成本。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 自由曲面造型技术的发展
• 1.2 基于CAE 的模面设计技术
• 1.3 论文的选题依据及章节安排
• 1.3.1 论文的选题依据
• 1.3.2 论文的章节安排
• 第二章 自由曲面造型技术基础
• 2.1 引言
• 2.2 B 样条与B 样条曲线曲面
• 2.2.1 B 样条的定义及性质
• 2.2.2 B 样条曲线及其性质
• 2.2.3 B 样条曲面的定义
• 2.3 B 样条曲线曲面常用算法
• 2.3.1 B 样条基及其导数计算
• 2.3.2 节点插入算法
• 2.3.3 B 样条曲线升阶
• 2.4 NURBS 曲线曲面
• 2.4.1 NURBS 曲线
• 2.4.2 NURBS 曲面
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于约束的曲面修改
• 3.1 引言
• 3.2 基于几何约束曲面修改算法
• 3.2.1 曲面修改算法综述
• 3.2.2 B 样条曲面弯曲能
• 3.2.3 基于点约束的曲面修改
• 3.2.4 基于线约束的曲面修改
• 3.3 本章小结
• 第四章 曲面修改算法实现的关键技术及其应用
• 4.1 引言
• 4.2 算法的基本数据结构
• 4.3 约束点的参数化
• 4.4 计算B 样条曲面弯曲能
• 4.5 B 样条曲线的逼近
• 4.6 算法应用
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 未来展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况