回弹曲面映射法及曲面逆向问题的研究

论文摘要

本文结合吉林大学车身与模具工程研究所自主研发的CAE成形分析商品化软件KMASTM的回弹计算功能,对基于回弹的模具补偿方法即基于回弹曲面映射算法进行研究。对曲面重构算法的理论及其编程实现作了深入研究,实现了经回弹补偿后的任意四边界曲面从有限元网格文件到IGES 文件的生成。同时对曲面光顺基本原理进行了深入的研究。此外,还对基于软件（CATIA）实现的曲面逆向工程作了简单介绍,使用CATIA 实现了卫星天线的曲面逆向。同时对CATIA 曲面逆向与基于回弹的曲面映射算法作比较得出各自优势及其局限性。本研究完成了大量的对比试验,验证了算法的可靠性和稳定性,所编制的程序部分已可使用,效果良好。研究本身的成果也具有一定的理论与应用价值。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 IGES 文件格式研究和转换
• 1.2.1 IGES 文件数据格式
• 1.2.2 IGES 的数据记录格式
• 1.2.3 IGES 存在问题及解决办法
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 曲面重构的理论基础
• 2.1 Bézier 曲线曲面性质
• 2.1.1 Bézier 曲面方程的表示
• 2.1.2 Bézier 曲面的性质
• 2.2 B-spline 曲线曲面
• 2.2.1 B 样条曲线方程及与贝齐尔曲线的比较
• 2.2.2 B 样条曲线的性质
• 2.2.3 B 样条曲面方程及性质
• 2.3 NURBS 曲线曲面
• 2.3.1 NURBS 曲线曲面的表示
• 2.3.1.1 NURBS 曲线的表示
• 2.3.1.2 NURBS 曲面的表示
• 2.3.2 NURBS 曲线曲面的性质
• 2.4 三种方法在实际应用中的比较
• 2.4.1 三种方法的相同点
• 2.4.2 三种方法的不同点
• 2.5 论文所选用的造型方法
• 第三章 曲线曲面拟合
• 3.1 Bézier 曲线曲面拟合
• 3.1.1 Bézier 曲线拟合
• 3.1.2 圆弧和椭圆弧的拟合
• 3.1.3 Bézier 曲面拟合
• 3.1.4 实例
• 3.2 NURBS 曲线曲面插值法拟合
• 3.2.1 NURBS 曲线插值
• 3.2.2 NURBS 曲面插值
• 3.2.3 NURBS 曲线逼近
• 3.2.4 NURBS 曲面逼近
• 3.2.5 NURBS 曲面拟合实例
• 3.3 本章小结
• 第四章 曲面的求交、拼接及光顺
• 4.1 曲面求交的基本概念
• 4.1.1 曲面求交的基本类型
• 4.1.2 参数/参数曲面求交的基本方法
• 4.1.2.1 曲面求交的分割法
• 4.1.2.2 曲面分割方法的算法步骤
• 4.2 曲面求交中的迭代法
• 4.2.1 曲面迭代求交的原理
• 4.2.2 迭代求交的具体方法
• 4.3 曲面交线的表达
• 4.4 曲线、曲面的光顺处理
• 4.4.1 曲线、曲面光顺的基本问题
• 4.4.1.1 光顺准则
• 4.4.1.2 光顺处理的方法
• 4.4.2 曲线的光顺处理
• 4.4.3 曲面的光顺处理
• 4.4.3.1 曲面光顺的能量法
• 4.4.3.2 网格能量法
• 4.5 本章小结
• 第五章 回弹曲面映射法的实现
• 5.1 模具补偿方法
• 5.1.1 模具补偿的总过程
• 5.1.2 曲面映射算法
• 5.1.2.1 四边形单元的R、S 自然坐标映射法
• 5.1.2.2 三角形单元的三角坐标映射法
• 5.2 模面补偿中的曲面逆向
• 5.2.1 曲面边界的搜索算法
• 5.2.2 双三次B 样条插值曲面的重构
• 5.2.3 逆向工程简介
• 5.2.3.1 CATIA 软件逆向过程
• 5.2.3.2 算例-卫星天线
• 5.2.3.3 结论
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文所做的主要工作
• 6.2 对今后工作的展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介