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1、曲線曲面造型技術(shù)是CAGD中最活躍最關(guān)鍵的學(xué)科分支之一。在船舶、飛機(jī)、汽車(chē)等計(jì)算機(jī)輔助外形設(shè)計(jì)中,對(duì)產(chǎn)品的光順性有很高要求。光順概念來(lái)源于工程實(shí)踐,蘊(yùn)涵著豐富的內(nèi)容,涉及到數(shù)學(xué)、物理學(xué)、美學(xué)以及心理學(xué)等許多領(lǐng)域。光順涉及到幾何外形的美觀性,具有光滑、順眼兩方面含義。判斷曲線曲面光順與否及光順程度,往往依賴(lài)于設(shè)計(jì)人員的工程經(jīng)驗(yàn),有一定的主觀色彩。所以,應(yīng)從數(shù)學(xué)和物理學(xué)等的角度,研究光順問(wèn)題,確定光順準(zhǔn)則,將光順問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有嚴(yán)格意義的數(shù)學(xué)
2、問(wèn)題。因此曲線曲面的光順處理成為CAD/CAM中非常重要的一個(gè)問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)曲線曲面的光順問(wèn)題進(jìn)行了大量研究。
船體曲面比較復(fù)雜,在實(shí)際應(yīng)用中,實(shí)現(xiàn)船體曲面的數(shù)學(xué)描述非常重要。船體曲面的數(shù)學(xué)描述有著很大的優(yōu)越性,如放樣精確,求值(型線、肋骨線、結(jié)構(gòu)線、接縫線等)方便,也是后面船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),工程分析,建造的依據(jù),是實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)、虛擬建造的先決條件。所以,用NURBS技術(shù)作為數(shù)學(xué)工具,對(duì)船體曲面進(jìn)行表達(dá)、插值和光順處理
3、是本文的主要研究?jī)?nèi)容之一。本文根據(jù)船體型值表的數(shù)據(jù),用NURBS曲面來(lái)描述完整船體曲面,對(duì)插值曲面邊界條件構(gòu)造及節(jié)點(diǎn)矢量計(jì)算進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了船體曲線曲面的NURBS表達(dá)。
根據(jù)曲線曲面的性質(zhì),以彈性樣條和彈性薄片體的能量為物理模型,構(gòu)造曲線曲面的光順?biāo)惴P汀?duì)船體曲線曲面進(jìn)行了光順處理,得到滿(mǎn)意的結(jié)果。用曲線的曲率圖評(píng)價(jià)曲線的光順性,用高亮線模型對(duì)曲面進(jìn)行光順性分析。在曲線曲面光順?biāo)惴ㄖ?,?duì)邊界條件的控制也進(jìn)行了研究。
4、
在船體曲面造型設(shè)計(jì)中,常用到曲面與平面的求交運(yùn)算。根據(jù)投影變換原理,給出一種曲面與平面求交的新算法,算法原理簡(jiǎn)潔直觀,計(jì)算穩(wěn)定。并在本文得到成功應(yīng)用和檢驗(yàn)。
在船體曲面NURBS表達(dá)完成后,使基于船體曲面的三維設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。研究了三維空間計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)方法,對(duì)船體外板排列及展開(kāi)、船體艙室劃分及計(jì)算、船體內(nèi)部構(gòu)件的參數(shù)化特征造型等在三維可視環(huán)境下進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)。基于三維的設(shè)計(jì)較之傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法具有無(wú)法比
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