一、可展曲面的计算机辅助下料（论文文献综述）
栾宇豪[1]（2021）在《面向术前皮瓣设计的三维创面的形态学展开与分析》文中研究指明近年来,因严重交通事故、火灾及工业意外等所致的高能量损伤急剧增多,据估计我国每年因此而接受创面修复手术的患者有近百万例。不合理的术前设计方案易造成皮瓣崩裂、坏死等而引发患处功能障碍,甚至可致截肢,给患者增添更多的痛苦和经济负担。因此,研究并创新现有的术前皮瓣设计方法,快速制定合理的术前指导方案,是基础研究转化为临床应用极好的切入点,具有重要的理论意义和实际价值。本文面向临床中的创面实例,就三维创面的形态学展开与分析方法进行研究,具体内容如下:研究创面模型的快速拓扑重建算法,并提出层次值的概念。基于散列表的数据结构,构建创面STL文件的冗余数据滤除算法,提高滤除效率;利用顶点-边-面的结构形式,实现创面模型的快速拓扑重建。在完整表述创面拓扑关系信息的基础上,提出层次值的定义,进一步完善创面乃至曲面模型的结构关系。基于离散顶点的高斯曲率,实现网格曲面可展性的分析;补充了广义层次值的推广应用,面向规则曲面或可展性较好的曲面时,引入K-means聚类方法对原始曲面层次做进一步的聚类处理,在保证展开精度不受影响的前提下,进一步减少展开过程中的迭代优化时间。从几何形态学着手,探究创面中特殊变形情况的合理展开方法。总结几何方法和力学方法在创面展开过程中各自的优缺点,研究各式三维创面的共性/异性问题,揭示看似无序、不规则的三维创面中的普遍适用性规律。针对创面的不规则性,从离散顶点的可展性出发,创新性地提出关于畸点的定义,将三维创面中出现的突变顶点和常规曲面点区分开,分类解决,分类展开。提出邻边不变原则,合理解决了畸点展开过程中带来的变形问题,有效降低展开过程中的累积误差。提出基于层次值的三维创面形态学展开优化方法。基于材料变形的连续均匀性假设,研究三维创面的形态学初始展开算法,从展开基点出发,依次展开周围网格。在创面初始展开结果的基础上,引入基于改进弹簧-质点模型的优化算法,进一步提高三维创面的展开精度;采用隐式欧拉方法计算顶点在弹簧质点系统中的迭代位置,结合可变时间步长和忽略初速度的方法,有效提高算法的稳定性。基于层次值的定义,通过对创面模型中不同层次的离散顶点设置不同的弹性变形系数等,逐层展开,分层优化,实现局部创面展开精度和创面整体展开精度的并行优化。最后,应用多分辨光顺方法对创面展开结果的边界轮廓进行光顺,获得适用于医疗场景下平滑光顺的轮廓曲线。通过对多例不同部位的皮肤创面进行展开与分析,结果表明,本文方法获得的展开结果能更好地与皮肤创面相契合,展开后的面积和边长平均偏差值缩小至10%以内。基于MFC和Open GL框架,开发三维创面形态学展开系统。以C/C++语言为基础,构建方便用户操作的界面程序,可进行创面模型的导入、显示、展开和分析等操作,实现术前皮瓣设计方案的自动化输出,避免了大量的人工操作和对操作者技能、经验的依赖,有效减少术前方案的准备时间,对规范术前方案设计流程具有一定指导意义。
陈兴怖[2]（2019）在《复杂曲度船体外板展开算法研究和软件开发》文中研究说明在船舶建造过程中,复杂曲度船体外板的展开精度和辊压线的求取精度对板材成形质量以及后续加工过程的工作量起重要影响作用。考虑到水火弯板加工工艺特点和船体外板厚度普遍较大,对几何展开算法进行改进。采用有限单元化的思想,先将曲面离散成板条,再将板条离散成三角形平面进行近似展开和拼接。针对船体外板大厚度的特点,在展开之前将展开面从型表面偏移到中性层;针对水火弯板加工工艺特点,在板条拼接时消除板条间的重叠部分,保留间隙部分,以板条间的间隙作为水火加工时收缩的补偿量。为了实现展开的自动化,基于CATIA平台开发了船体外板展开软件。最后,采用实船分段对软件进行测试,并与TRIBON软件展开结果对比,验证了展开的精度。论文主要工作内容如下:（1）采用CATIA自带的VBA对CATIA软件进行二次开发,实现曲面信息数据的自动化提取。用户通过自定义输入曲面提取的三维数据点中的行数、列数以及板厚,自动获取CATIA模型中的边缘数据、曲面数据和肋位数据。（2）采用B样条曲面实现了对四边曲面的曲面重构,从而实现数据的插值和网格划分。对于三边曲面,将其中的一个端点看出“退化”边;对于五边板,将其中的两条边合并成一条边进行处理。（3）采用有限单元化的思想对船体外板进行展开。首先,将曲面离散成若干板条;其次,将板条单元化,用三角形平面代替曲面进行展开;最后,对板材的板条进行拼接,形成展开网格图,作为绘制展开图的依据。考虑到船体外板一般为大厚度板,在展开之前将展开面从型表面偏移到中性层;对于水火弯板加工收缩量的补偿,主要在板条拼接过程中通过消除板条间的重叠部分实现。算法的流程包括B样条曲面拟合、中性层偏移、基线求取、板条曲面划分、板条展开和板条拼接六个步骤。（4）研究了滚压线的提取方法,以外板边缘弯曲度最大的两条边作为辊压线的起始边,求取辊压线。最后,采用“保形映射”的思想,通过四次求取映射点来减少映射的形状误差和角度误差。（5）采用Visual Studio 2012平台中的C#语言,开发展开的计算软件。通过三种方法对展开结果进行精度分析:第一种是采用具有数学解析式的曲面（规则曲面）进行展开实验;第二种是采用实际的船体外板曲面（不规则曲面）,将展开结果与TRIBON展开结果进行对比;第三种是通过生产试验,对展开结果进行验证。取首尾分段63块板进行展开,统计展开结果与TRIBON展开结果中相对应的每一条边的差值。结果表明,所有测试板的误差在1.0mm到1.8mm之间,最大误差不超过2mm,可以满足实际生产的需求。
王亚丛[3]（2018）在《矩形翻领成型器技术研究》文中提出矩形翻领成型器是包装机械领域用于包装袋成型的关键部件,曲面形状复杂,其加工精度对包装袋成形效果影响巨大。但现行加工工艺难以实现高质量的准确成型,加工工艺复杂。为实现矩形翻领成型器的精确制造,本文对其进行了系统研究。首先,以矩形翻领成型器为研究对象,基于空间几何理论,明确成型器肩曲面的曲面特性,为构建矩形翻领成型器理论模型奠定基础。其次,建立翻领成型器矩形截面数学模型,推导肩曲面及过渡曲面的矢量表达式,结合矩形翻领成型器的结构特点及边界条件,构建肩曲面和领口曲线数学模型。然后,采用理论模型与CAD技术相结合手段,建立矩形翻领成型器各部分的三维模型,并探究包材成形中各曲面的摩擦力分布,明确影响摩擦力的参数。最后,分别采用3D打印和钣金焊接成形工艺制作三维模型,进行贴合实验和拉膜实验,验证矩形翻领成型器建模方法和成形工艺的正确性。本文通过对矩形翻领成型器领口曲线、肩曲面特性及加工工艺的系统研究,为矩形翻领成型器在包装机械领域的广泛应用提供了理论参考和实践依据。
陆学艳[4]（2017）在《一种考虑壁厚中性层位置变化的钣金件展开方法研究》文中研究指明在钣金设计过程中,钣金的展开图用于指导钣金件生产时的下料、排样和生产。因此正确展开放样是后续工艺排样和工艺生成不可或缺的前提条件,既能保证钣金制件的精度,也能提高加工效率,降低板材消耗,节省成本。本文根据实际生产需求,以提高展开精度和效率为目标,在考虑板厚情况下,对管类交接和球面近似展开等问题进行研究,开发了相应的快速展开系统。论文的主要研究内容包括:应变中性层位置的确定;基于中性层特性及板厚处理方法,对管类钣金件进行接口几何信息的数学建模并在MATLAB中的进行数值求解展开;采用三角线法近似展开球类钣金件;钣金件的参数化结构设计及自动展开系统的开发;实现中性层球面近似展开误差分析并输出。该钣金展开系统为得到相对精确的展开放样图,考虑了相对弯曲率对中性层位置的影响,计算该中性层位置并映射到中性层面上进行展开。同时为方便用户使用,在展开类型的选型,参数的输入等方面均采用可视化图形界面。对于可展曲面（管类）钣金件的展开,本系统采用的数值求解法可精确求解接口曲线上各点坐标。对于不可展曲面（球类）钣金件的展开,本系统可实现自动选择最佳展开基点并划分网格,以适应不同尺寸和不同精度的展开要求,并且本系统可输出近似展开误差的估算值,以便检验其近似展开精度并评估该方法的可行性。该系统可实现钣金件三维参数化结构设计,中性层位置的计算,球面近似展开的误差计算,展开放样图的生成等一系列的功能。本文基于中性层位置变化对展开精度的影响,以管类和球类钣金件的展开为例,研究了该类钣金件的展开数学模型,并以此模型为理论基础开发了快速展开系统,为钣金件的生产排料提供了较为精确的放样图。该系统的开发环境是UG NX 8.0,并以Visual Studio 2010和面向对象的C#编程语言作为二次开发工具。
刘桥生[5]（2015）在《钣金数字化展开与优化排样及其工艺约束处理技术研究》文中提出钣金加工是机械生产中的一个重要组成部分,钣金制件在航空航天、船舶制造、汽车等行业中有着十分广泛的应用。以航空工业为例,钣金零件作为现代飞机机体的重要组成部分,一般占整机零件总数的50%以上,因其具有结构复杂、精度要求高、多品种小批量等特点,该类零件的制造工时通常要占到整架飞机总工时的15%,因此钣金零件的制造过程将直接影响着飞机的整机质量与生产周期。在钣金零件的制造过程当中,展开与排样是其中十分重要的两道工序。仍以飞机制造为例,飞机机体中大量使用的蒙皮、隔框、翼肋等典型零件使得传统的图解法、解析法和经验法等展开技术已很难适应现代飞机研制的要求,而飞机制造中普遍采用的多品种小批量的生产模式则迫切地需要采用良好的优化排样技术以提高板材切割下料时的经济性。基于航空航天钣金件制造的上述特点与现状,本文将着重选取该领域中的几种典型的钣金零件为研究对象,以提高方法的通用性、效率和自动化程度为研究目标,研究面向航空航天及船舶制造行业的钣金展开及优化排样技术,进而为实现这一领域的钣金数字化制造打下坚实基础。零件种类繁多是航空航天类钣金件的一个重要特征,这一特征导致不同类型零件展开时需要采用不同的算法来处理。为保证展开算法良好的通用性,本文选择采用三角化网格曲面作为展开模型,通过引入基于高斯曲率的曲面可展性评价标准,将被展曲面分为易展曲面和复杂（难展）曲面两大类型进行处理。对于曲面可展程度较好的钣金零件,本文采用基于弹簧-质子模型的能量法进行展开。针对传统能量法展开速度过慢这一缺陷,本文开发了一种基于可变步长的变形能释放算法,该算法通过动态调整步长来主动释放网格变形所产生的弹性能,显着提高了展开效率;根据能量法独特的“涟漪法”展开机制,本文提出了层次化展开方法来消除累积误差,提高了算法的鲁棒性;通过对自动展开结果进行适当工艺修正来进一步提高展开精度。算法选取典型的框肋类飞机钣金件为展开对象,对直弯边、凸弯边、凹弯边等子类型浅弯边零件进行展开验证,实验结果表明当网格曲面的可展程度值介于0.9985与1时零件展开前后的面积和边长损失几乎为零,相比现有的专用框肋类零件展开算法,本文算法可省去大量的特征选取、截面生成等交互操作,算法的展开效率、通用性和自动化程度均有很大提高。对于以拉深件为代表的复杂型面钣金零件展开,现有的几何展开方法普遍存在展开效果易受曲面几何形状影响的问题。基于此,本文提出了采用As-Rigid-As-Possible（ARAP）网格参数化方法来进行展开求解的思路。在引入网格参数化变形能的一般函数表达式后,本文采用了互协方差矩阵法来求取单个三角面片变形时的局部刚体变换矩阵,通过最小化整体变形能来实现曲面的最优展开。实验证明ARAP算法展开复杂曲面时仍拥有良好的保形与保面积特性,可有效求解因零件形状存在垂直壁结构、狭长类形状、扣边、缺口等局部特征而易导致展开计算失败的问题,算法不易受零件几何特征的影响,可快速稳定地为进一步的形状优化提供一个良好的几何初始展开解。针对航空航天钣金件多品种小批量的下料模式,本文首先从矩形件排样入手,采用了最佳匹配方法为基础排样算法。针对单纯最佳匹配排样时易出现“塔”式效应的问题,本文采用遗传算法对排样结果的顶部序列进行优化,通过局部优化的方式使得算法在处理大规模矩形排样问题时仍能快速获得一个良好的排样方案。在此基础上,本文以临界多边形方法为判交工具,利用压缩算法和零件组合操作,将算法进一步推广到了不规则件排样中,实现了最佳匹配策略从矩形件排样到不规则件排样的自然过渡,提高了算法的通用性。针对钣金切割下料过程中存在的板材纤维方向约束、切割损耗、共边切割等主要工艺约束,本文建立起了对应的排样规则并将其集成入已开发的基础排样算法中,最终算法可在考虑主要工艺约束下对航空及船舶矩形件和异形件进行快速优化排样。基于以上研究成果,本文分别开发了基于轻量化模型的钣金展开软件（SurfacePara）和基于生产计划的优化排样软件两套应用软件,最后通过选取多个典型零件和排样算例对这两个软件平台进行了有效的应用验证。
孙志学,杨刚[6]（2014）在《基于数值放样法的构件展开系统》文中研究指明以圆柱三通管为例,对钣金构件展开图自动绘制进行了研究。首先介绍了构件展开图绘制的数值算法;然后通过数学建模得到构件的体表面交线和展平曲线方程;最后以ObjectARX为开发工具,利用参数化设计、坐标转换等技术在AutoCAD中开发了一个钣金构件展开绘图系统。系统绘图准确、使用方便,极大地提高了钣金构件展开下料的效率。
陈龙[7]（2014）在《钣金三维参数化设计系统研究》文中研究说明由于钣金件有易成型、成本低、重量轻等特有的优越性,钣金产品的应用越来越广泛。钣金件的设计与生产加工过程中,钣金的展开和排样下料是两个非常重要的环节。为了提高钣金的加工质量和生产效率,必须能够快速、准确的计算与绘制出钣金件的展开图。在传统的钣金件生产中,展开下料通常是采用作图法,图形的制造往往是依赖于工人师傅的实践经验,得出来的展开图误差大,这大大降低了生产效率,并提高了成本。随着经济的发展,生产力的提高,产品更新换代的周期越来越短,传统的钣金生产方式已经满足不了竞争激烈的市场了。随着计算机技术的迅速成熟,运用计算机来代替人工完成钣金件的展开成为了研究的热点,CAD技术应运而生,他不仅大大的提高了生产效率,而且保证了图形的准确性,提高了产品质量。因此,研究钣金件的三维参数化设计与展开具有重大的意义和应用价值。本课题基于Open CASCADE几何内核运用VC++构建钣金件的三维模型,实现三维参数化设计,并针对不同的钣金件,建立对应的数学模型,对其进行自动展开,绘制出展开图。Open CASCADE是一个开源的几何造型内核,基于它能快速的开发出三维CAD软件,Open CASCADE不仅提供了强大的建模功能,而且基于它所开发的应用程序避免了商业纠纷。首先,运用Open CASCADE提供的OCAF生成向导,在VC++中生成应用程序框架,完成整个程序的架构。然后,运用VC++提供的资源编辑器,编辑参数设置对话框,用户可通过对话框控制钣金件的尺寸参数；获得钣金件的尺寸参数之后,调运Open CASCADE的建模类,构建出钣金件的三维模型,并把三维模型加载到三维环境中显示,实现其交互操作。针对可展曲面钣金件,建立其对应的数学展开模型,运用VC++编写数学展开函数,根据用户输入的展开精度,对其进行展开,并实现展开图的三维显示。对于不可展曲面的展开,本课题实现对其整合,使得本系统能够完成对不可展曲面的展开,使得系统的功能更加完整、强大。基于Open CASCADE构建三维模型,通过VC++实现钣金件的三维参数化设计和展开系统,整个系统操作简单,使用性强。
王纪清[8]（2012）在《三维钣金展开与工艺规划的研究》文中提出钣金零件广泛应用于汽车、航空、化工等工业生产领域,随着设计和制造水平的不断提高,产品中越来越多的涉及到带有曲面的钣金件,尤其是一些带有不可展曲面的钣金件,给零件的展开图和坯料计算带来了困难。同时,在信息化、数字化制造趋势的促进下,钣金计算机辅助工艺规划是缩短产品生产周期,提高工艺人员工作效率,增强企业竞争力的有效途径之一。所以对钣金设计与工艺系统的关键技术：钣金不可展曲面近似展开技术和钣金计算机辅助工艺规划技术进行研究具有重要的意义和工程应用价值。在本论文中分别采用基于顶点的曲面展开算法和基于能量法的曲面展开算法对钣金不可展曲面进行近似展开。首先在三维环境中将曲面模型离散为若干三角形,并获得三角形各个顶点的数据,然后依据不同的映射规则和三角形变形方法将曲面模型中的三角形逐个映射到二维平面上,完成曲面的展开。利用顶点法展开时,以曲面内部离散点为对象,分析计算以该点为顶点的所有角在展开前后度数的变化值,得到展开后各个角的度数,从而求出展开图。该方法计算简单,运算速度快,适合一些结构简单,弯曲程度小的钣金曲面。利用能量法展开时,选择一个基三角形,从基三角形开始,搜寻周围的三角形,并按照约束和无约束展开法将三角形映射到二维平面,展开过程中,将曲面三角模型的离散边假设成为材料力学中的杆件,引入能量法,三角形展开变形中寻求最小变形能,最终得到优化的展开图。该算法较复杂,但通用性较强,可应用于钣金可展曲面和弯曲程度较大的不可展曲而的展开。论文中给出了展开实例,对两种展开算法进行了论证和对比分析。本文还对传统饭金工艺规划的特点、难点和工艺决策方法进行了分析总结,在此基础上设计出了钣金计算机辅助工艺规划系统,该系统具有工艺流程规划设计、工艺数据库维护管理、企业制造资源管理、工艺文件输出等功能。综上所述,我们通过构建三维环境,利用Visual C++和SQL Server数据库对钣金设计与工艺系统进行了开发实现,整个系统操作简单,实用性较强。
蔡闻峰,薛小平,邓良才[9]（2012）在《复合材料曲面铺层的数字化展开技术及发展方向》文中研究表明对复合材料曲面数字化展开方法的论述表明,采用纯几何的方法进行展开,模型相对简单,但适用范围有限;采用力学模型模拟能够更贴近实际情况,但是计算量比较大,而且边界条件、初始解不易获取,展开效率不高,有待于算法的进一步提高;采用几何与力学相结合的方法,再加上相应的工艺约束,能够快速得到满足工程实际的复合材料曲面展开结果,将是复合材料数字化展开的一个发展方向。
丁森[10]（2011）在《不可展曲面近似展开中若干问题的研究》文中研究表明不可展曲面近似展开在机械、航空、汽车、造船、轻工等行业中有着广泛的应用。探索新的展开方法,分析近似展开的误差以及快速的曲面分析和曲面展开系统的开发,对提高产品质量,改善曲面设计质量,降低原材料消耗,提高生产效率促进生产的多、快、好、省,节约资源都有着重要的应用价值。本文针对不可展曲面近似展开中存在的几点问题进行了深入的研究,主要进行了以下几点工作：（1）证明了沿着曲面∑上的任意曲线Г都存在一个切平面族,该平面族的包络曲面∑1为可展曲面,并推导出了该曲面的求解公式。在局部范围内利用曲面∑1对曲面∑进行置换,可以达到很高的精度。以回转曲面模型为例,系统地推导了回转曲面的柱面置换法和锥面置换法的展开模型。计算了球面片、环面片和单叶回转双曲面片的柱面置换法的整体和局部误差分析,绘制了各个评价指标的曲线图以及曲面展开图。（2）在数值法求解曲面最佳展开基点的基础上,通过对最佳展开基点处几何属性的规律性研究,提出了一种解析求解曲面最佳展开基点的方法。利用该方法可以快速地求解出曲面上的最佳展开基点的位置。运用球面片、环面片和双曲抛物面片三个实例求解了最佳展开基点在曲面上的位置。（3）介绍了面积坐标的定义和特点。结合三角线法曲面展开的原理,将面积坐标引入到曲面上的点与其展平面上的点的映射计算中。通过对曲面曲线上的点的离散,定位和映射,建立了曲面上的点与其展平面上的点的一一对应关系。基于UG二次开发系统举一实例计算,绘制出了曲面上的曲线在其展平面上的形状。
二、可展曲面的计算机辅助下料（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、可展曲面的计算机辅助下料（论文提纲范文）
（1）面向术前皮瓣设计的三维创面的形态学展开与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 复杂曲面展开理论的国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于几何方法的曲面展开理论 |
| 1.2.2 基于力学方法的曲面展开理论 |
| 1.3 数字化技术临床医疗应用的国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 网格曲面的数据结构与层次值建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 STL文件信息分析 |
| 2.3 数据结构设计 |
| 2.3.1 网格曲面的拓扑关系 |
| 2.3.2 具体的数据结构设计 |
| 2.4 基于散列表的快速拓扑重建算法 |
| 2.4.1 散列表大小的设计 |
| 2.4.2 散列函数的设计 |
| 2.4.3 散列冲突的解决 |
| 2.4.4 拓扑重建算法的设计 |
| 2.5 层次值的应用 |
| 2.5.1 层次值的建立 |
| 2.5.2 有序层次轮廓的提取算法 |
| 2.6 广义层次值的推广应用 |
| 2.6.1 可展曲面和不可展曲面 |
| 2.6.2 可展性的度量 |
| 2.6.3 广义层次值的建立 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 三维创面的形态学初始展开与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扫描数据预处理 |
| 3.3 等变形展开方法 |
| 3.4 初始展开算法流程 |
| 3.4.1 不同展开基点的结果验证 |
| 3.4.2 展开基点的选择 |
| 3.4.3 算法流程说明 |
| 3.5 三维创面形态学的探究 |
| 3.5.1 创面的特殊性 |
| 3.5.2 畸点的定义及展开 |
| 3.5.3 畸点的邻域网格处理 |
| 3.6 创面展开结果的误差分析 |
| 3.6.1 误差计算 |
| 3.6.2 展开实例分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 形态学展开结果的优化与展开轮廓曲线的拟合及优调 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹簧-质点模型的改进及应用 |
| 4.2.1 弹簧-质点模型的传统形式 |
| 4.2.2 三角网格形式下弹簧-质点模型的改进形式 |
| 4.2.3 创面形态学展开过程中弹簧-质点模型的具体应用 |
| 4.3 初始展开结果的变形能释放 |
| 4.3.1 拉格朗日运动方程 |
| 4.3.2 数值积分方法求解 |
| 4.3.3 优化过程中时间步长的自适应调整 |
| 4.3.4 翻转三角形的迭代调整 |
| 4.4 算法实现及完整展开结果分析 |
| 4.4.1 优化算法实现 |
| 4.4.2 实验验证分析 |
| 4.5 展开轮廓曲线的拟合及优调 |
| 4.5.1 非均匀有理B样条控制点的反算 |
| 4.5.2 轮廓曲线的拟合及优调 |
| 4.6 三维创面展开系统 |
| 4.6.1 三维创面展开系统的主要功能 |
| 4.6.2 三维创面展开系统的应用实例 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（2）复杂曲度船体外板展开算法研究和软件开发（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水火弯板工艺对展开的影响 |
| 1.3 曲面展开研究现状分析 |
| 1.3.1 几何展开方法 |
| 1.3.2 力学展开方法 |
| 1.3.3 几何与力学相结合的展开方法 |
| 1.4 研究的应用价值 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 B样条曲面构造 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 B样条曲线 |
| 2.2.1 B样条曲线定义 |
| 2.2.2 三次B样条反算 |
| 2.2.3 曲线上点的反求 |
| 2.2.4 曲线一阶次导矢的计算 |
| 2.2.5 B样条曲线与平面求交算法 |
| 2.3 B样条曲面 |
| 2.3.1 B样条曲面的定义 |
| 2.3.2 B样条曲面插值计算 |
| 2.3.3 法向量计算 |
| 2.3.4 B样条曲面和平面求交 |
| 2.3.5 特殊曲面处理 |
| 第3章 船体外板展开算法 |
| 3.1 B样条曲面拟合 |
| 3.2 中性层偏移 |
| 3.3 基线求取 |
| 3.4 板条曲面划分 |
| 3.5 板条展开 |
| 3.6 板条拼接 |
| 3.7 轮廓线求取 |
| 3.8 水火弯板工艺收缩量 |
| 第4章 辊压线与加工检验线的求取与展开 |
| 4.1 辊压线求取 |
| 4.2 加工检验线的求取 |
| 4.3 三维点到二维点的映射 |
| 第5章 船体外板展开软件开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 曲面信息提取模块 |
| 5.2.1 曲面数据提取程序流程图 |
| 5.2.2 界面设计 |
| 5.2.3 输出文件说明 |
| 5.3 曲面展开模块 |
| 5.3.1 程序结构 |
| 5.3.2 输出信息说明 |
| 5.4 软件操作 |
| 第6章 展开结果分析 |
| 6.1 规则曲面 |
| 6.1.1 三边球面 |
| 6.1.2 帆形面 |
| 6.1.3 马鞍形面 |
| 6.1.4 圆筒形面 |
| 6.2 船体外板 |
| 6.2.1 三边板 |
| 6.2.2 四边板 |
| 6.2.3 五边板 |
| 6.2.4 误差分析 |
| 6.3 实船生产试验 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）矩形翻领成型器技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 成型器概述 |
| 1.2 国内外翻领成型器建模方法研究现状 |
| 1.2.1 解析法 |
| 1.2.2 拟合法 |
| 1.2.3 近似法 |
| 1.3 翻领成型器制造工艺现状 |
| 1.3.1 计算机辅助制造技术 |
| 1.3.2 钣金成型法 |
| 1.3.3 精密铸造法 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 矩形翻领成型器数学模型及性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 肩曲面曲线数学模型 |
| 2.2.1 矩形翻领成型器肩曲面可展性构成形式 |
| 2.2.2 肩曲面数学模型 |
| 2.3 领口曲线数学模型建立 |
| 2.3.1 基于超椭圆矩形截面方程 |
| 2.3.2 空间领口曲线方程 |
| 2.4 边界条件的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 领口曲线及肩曲面的CAD构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 影响肩曲面形状与受力参数研究 |
| 3.2.1 肩曲面形状影响参数α与β |
| 3.2.2 成型器拉膜阻力分析 |
| 3.2.3 领口曲线处的阻力分析 |
| 3.3 领口曲线及其边界的几何造型 |
| 3.3.1 矩形翻领成型器领口曲线的确定 |
| 3.3.2 矩形翻领成型器CAD几何建模方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 矩形翻领成型器加工工艺及实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矩形翻领成型器的工艺研究 |
| 4.2.1 3D成型技术 |
| 4.2.2 钣金焊接技术加工 |
| 4.3 拉膜实验及结果分析 |
| 4.3.1 基于 3D打印及钣金焊接模型的拉膜实验 |
| 4.3.2 实验模型和理论模型的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）一种考虑壁厚中性层位置变化的钣金件展开方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 本课题研究的背景及意义 |
| 1.2.1 课题研究的背景 |
| 1.2.2 课题研究的意义 |
| 1.3 与课题相关技术的研究现状 |
| 1.3.1 曲面展开方法 |
| 1.3.2 钣金展开系统开发方面 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 中性层与曲面展开的基本理论 |
| 2.1 应变中性层基本理论 |
| 2.1.1 板料弯曲的基本理论 |
| 2.1.2 宽板弯曲时的应力应变状态 |
| 2.1.3 弯曲时应变中性层的位置 |
| 2.1.4 中性层位置系数 |
| 2.2 曲面展开的基本方法 |
| 2.2.1 曲面的基本知识 |
| 2.2.2 可展曲面展开方法中的等距映射理论 |
| 2.2.3 不可展曲面的三角线法展开 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于中性层面上管类钣金件展开的数学建模 |
| 3.1 管类钣金交接的概述 |
| 3.1.1 板厚处理 |
| 3.1.2 基本概念 |
| 3.2 圆柱主管与圆柱支管交接无偏距的接口解析法 |
| 3.2.1 无偏距接口曲线上点的几何分析 |
| 3.2.2 无偏距交接接口解析建模 |
| 3.2.3 映射到中性层曲面上的接口曲线求解 |
| 3.3 圆柱主管与圆柱支管有偏距交接的接口解析法 |
| 3.3.1 有偏距接口曲线上点的几何分析 |
| 3.3.2 有偏距交接接口解析建模 |
| 3.3.3 映射到中性层曲面上的接口曲线求解 |
| 3.3.4 两圆柱交接中性层曲线展开分析 |
| 3.4 圆锥主管与圆柱支管有偏距交接的接口解析法 |
| 3.4.1 过渡区间M点求解 |
| 3.4.2 接口曲线与中性层曲线求解 |
| 3.4.3 圆锥圆柱交接中性层曲线展开分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于中性层面的球壳近似展开 |
| 4.1 三角线法的基本理论 |
| 4.1.1 三角线法的基本概念 |
| 4.1.2 三角线法展开基本流程 |
| 4.2 球类钣金件在中性层面上的数学模型建立 |
| 4.2.1 计算中性层半径 |
| 4.2.2 中性层球面的数学模型 |
| 4.3 三角线法近似展开中性层球面 |
| 4.3.1 曲面参数域的网格划分 |
| 4.3.2 三角形的构成 |
| 4.3.3 选取展开基点并确定展开基带 |
| 4.3.4 球面片近似展开的误差估算 |
| 4.3.5 中性层球面展开及误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钣金展开系统的开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 展开系统的开发环境及关键技术 |
| 5.3 展开系统的设计 |
| 5.3.1 基于UML的系统建模 |
| 5.3.2 管类钣金件交接 |
| 5.3.3 球壳展开系统 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）钣金数字化展开与优化排样及其工艺约束处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钣金计算机辅助展开方法研究现状综述 |
| 1.3 网格曲面展开算法综述 |
| 1.3.1 能量法曲面展开算法综述 |
| 1.3.2 网格参数化算法综述 |
| 1.3.3 一步法中的初始解求取方法综述 |
| 1.4 板材优化排样算法综述 |
| 1.4.1 精确求解算法（EXACT METHOD）综述 |
| 1.4.2 启发式算法（HEURISTIC）综述 |
| 1.4.3 智能优化算法（METAHEURISTIC）综述 |
| 1.4.4 NFP算法综述 |
| 1.5 本文主要研究内容及章节安排 |
| 1.5.1 研究背景及意义 |
| 1.5.2 研究内容及章节安排 |
| 第二章 面向可展或近似可展曲面零件的能量法展开技术研究 |
| 2.1 三角化曲面展开技术基础 |
| 2.1.1 曲面拓扑 |
| 2.1.2 数据结构 |
| 2.1.3 曲面可展程度评价 |
| 2.2 能量法展开技术基础 |
| 2.2.1 弹簧-质子模型 |
| 2.2.2 能量法展开流程 |
| 2.2.3 中心展开点的选择 |
| 2.2.4 三角面片局部反折处理 |
| 2.3 可变步长下的能量快速释放算法 |
| 2.4 层次化展开技术研究 |
| 2.5 钣金展开时的工艺处理 |
| 2.5.1 平面板弯曲时的板厚处理 |
| 2.5.2 圆柱及圆锥管类弯曲制件的板厚处理 |
| 2.5.3 相贯件连接时的板厚处理 |
| 2.6 实例验证 |
| 2.6.1 框肋类航空钣金零件展开 |
| 2.6.2 三通管钣金零件展开 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 面向复杂曲面零件的网格参数化几何展开技术研究 |
| 3.1 复杂型面钣金零件的展开求解思路 |
| 3.2 网格参数化变形能的一般函数表达式 |
| 3.3 基于局部-整体的保刚性网格参数化方法 |
| 3.3.1 局部刚体变换矩阵求解 |
| 3.3.2 整体变形能函数最小化求解 |
| 3.4 基于ARAP算法的复杂曲面零件展开技术研究 |
| 3.4.1 垂直壁问题 |
| 3.4.2 狭长形零件问题 |
| 3.4.3 扣边、缺口等局部特征问题 |
| 3.5 复杂曲面零件展开时的工艺处理技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于最佳匹配策略的通用优化排样技术研究 |
| 4.1 矩形件排样问题中的最佳匹配策略研究 |
| 4.2 面向矩形件排样的改进型最佳匹配算法 |
| 4.3 面向异形件排样的最佳匹配算法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 考虑钣金下料工艺约束的优化排样技术研究 |
| 5.1 钣金优化排样中的工艺约束转化策略研究 |
| 5.2 工艺约束下的钣金优化排样技术 |
| 5.3 实例验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 钣金展开与优化排样软件系统开发及应用 |
| 6.1 基于轻量化模型的钣金展开软件开发与应用 |
| 6.1.1 系统开发平台及功能架构 |
| 6.1.2 各模块界面介绍与功能演示 |
| 6.1.3 实例验证 |
| 6.2 优化排样软件开发与应用 |
| 6.2.1 系统功能模块划分及总体架构 |
| 6.2.2 主要功能界面介绍 |
| 6.2.3 排样算例演示 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间获得的软件着作登记权 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（6）基于数值放样法的构件展开系统（论文提纲范文）
| 1 展开图绘制中的数值算法 |
| 2 体表面交线及展平曲线的数学建模 |
| 2.1 相贯线求解方法 |
| 2.2 用解析方法求相交立体表面展开图 |
| 2.3 圆柱三通管展平曲线的数学建模 |
| 3 圆柱三通管展开图的绘制 |
| 3.1 Auto CAD中圆柱管展平曲线方程的建立 |
| 1)水平圆柱管的展平曲线方程 |
| 2)斜圆柱管的展平曲线方程 |
| 3.2 钣金构件展开系统的实现 |
| 4 结束语 |
（7）钣金三维参数化设计系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 本课题研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 三维参数化设计研究现状 |
| 1.2.2 钣金展开研究现状 |
| 1.2.3 钣金CAD系统的研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 2 系统框架与开发工具 |
| 2.1 系统框架 |
| 2.2 开发工具介绍 |
| 2.2.1 Open CASCADE几何内核 |
| 2.2.2 开发环境 |
| 3 钣金件三维参数化设计与展开 |
| 3.1 模块构成及功能实现流程 |
| 3.2 可展曲面钣金件模块功能设计 |
| 3.2.1 建立对话框获取零件尺寸 |
| 3.2.2 构建三维模型 |
| 3.2.3 模型展开 |
| 3.3 可展曲面钣金件三维参数化设计与展开实例 |
| 3.3.1 圆管竖交方锥管 |
| 3.3.2 异径偏心直交三通管 |
| 3.3.3 长方管交圆管三通管 |
| 3.4 不可展曲面钣金件展开 |
| 3.4.1 不可展曲面展开功能设计 |
| 3.4.2 展开实例 |
| 4 钣金件三维参数化设计系统功能实现 |
| 4.1 环境配置 |
| 4.2 可展曲面钣金件模块 |
| 4.3 不可展曲面钣金件的展开 |
| 4.4 系统的交互操作 |
| 5 结论 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）三维钣金展开与工艺规划的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 钣金展开与工艺规划关键技术的研究现状 |
| 1.2.1 不可展曲面近似展开技术的研究现状 |
| 1.2.2 钣金计算机辅助工艺规划的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及工作安排 |
| 2 钣金设计与工艺系统主体框架 |
| 2.1 钣金设计与工艺系统的目标和功能 |
| 2.2 系统功能模块的设计 |
| 2.3 系统的开发工具 |
| 2.3.1 Pro/TOOLKIT的二次开发 |
| 2.3.2 Visual C++开发环境 |
| 2.3.3 SQL Server关系数据库和SQL语言简介 |
| 3 不可展曲面近似展开算法 |
| 3.1 不可展曲面近似展开算法的核心 |
| 3.2 曲面的三角网格划分 |
| 3.3 曲面展开基点的选择 |
| 3.4 基于顶点的曲面展开算法 |
| 3.4.1 曲面内部顶点的映射 |
| 3.4.2 曲面边界角点的映射 |
| 3.4.3 算法的步骤和流程图 |
| 3.5 基于能量法的曲面展开算法 |
| 3.5.1 三角形的无约束展开 |
| 3.5.2 三角形的约束展开 |
| 3.5.3 变形能的计算和调整 |
| 3.5.4 算法的具体步骤和流程图 |
| 3.6 展开实例及其展开误差对比分析 |
| 3.6.1 误差的衡量方法 |
| 3.6.2 基于顶点的曲面展开实例 |
| 3.6.3 基于能量法的曲面展开实例 |
| 3.6.4 实例对比分析 |
| 4 钣金工艺规划系统的设计 |
| 4.1 钣金工艺规划的特点和难点 |
| 4.2 钣金件的工艺决策过程 |
| 4.3 钣金工艺规划系统的定位和功能 |
| 4.4 钣金工艺规划系统功能模块的划分 |
| 4.5 数据库的设计及访问 |
| 4.5.1 数据库的设计 |
| 4.5.2 ADO访问数据库 |
| 4.6 系统工作流程 |
| 5 钣金设计与工艺系统的实现和运行 |
| 5.1 应用程序的注册 |
| 5.2 系统菜单的设计 |
| 5.3 不可展曲面近似展开模块的运行 |
| 5.4 钣金工艺规划各模块的运行 |
| 5.4.1 系统登录 |
| 5.4.2 系统用户管理模块 |
| 5.4.3 典型工艺实例管理模块 |
| 5.4.4 钣金工艺设计模块 |
| 5.4.5 企业制造资源管理模块 |
| 5.4.6 工艺文件输出 |
| 6 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）复合材料曲面铺层的数字化展开技术及发展方向（论文提纲范文）
| 复合材料数字化展开技术 |
| 1 基于几何仿真模型的复合材料展开 |
| 2 基于力学仿真模型的复合材料展开 |
| 2.1 粒子模型 |
| 2.2 有限元模型 |
| 2.3 弹簧质点模型 |
| 复合材料曲面数字化展开方法存在的问题 |
| 复合材料曲面数字化展开技术的发展方向 |
| 结束语 |
（10）不可展曲面近似展开中若干问题的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源和意义 |
| 1.2 曲面展开的历史与现状 |
| 1.3 曲面的基础知识 |
| 1.3.1 曲面的概念 |
| 1.3.2 曲面的第一基本形式 |
| 1.3.3 曲面的第二基本形式 |
| 1.3.4 曲面域的面积 |
| 1.4 课题研究的构想与思路、主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 课题研究主要内容 |
| 1.4.2 特色及创新之处 |
| 第2章 置换法近似展开的数学模型及误差分析 |
| 2.1 不可展曲面的可展切曲面 |
| 2.1.1 证明∑_1是切平面族的包络曲面 |
| 2.1.2 证明∑_1是可展曲面 |
| 2.1.3 曲面∑_1的求解 |
| 2.2 回转曲面的可展切曲面 |
| 2.2.1 Г曲线取为经线时的可展切曲面 |
| 2.2.2 Г曲线取为纬线时的可展切曲面 |
| 2.2.3 回转曲面与其可展切柱面间的映射 |
| 2.2.4 回转曲面与其可展切锥面间的映射 |
| 2.2.5 曲面单元的划分方式 |
| 2.2.6 曲面单元的划分密度 |
| 2.2.7 置换法的误差分析 |
| 2.2.8 置换法局部误差分析 |
| 2.3 回转曲面柱面置换法近似展开及误差分析的数学模型 |
| 2.3.1 整体误差精度分析 |
| 2.3.2 局部误差精度分析 |
| 2.4 数学模型的应用 |
| 2.4.1 球面近似展开的精度分析 |
| 2.4.2 环面近似展开的精度分析 |
| 2.4.3 单叶回转双曲面的精度分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 最佳展开基点的数学特征求解 |
| 3.1 自由曲面展平 |
| 3.1.1 三角线法展开自由曲面原理 |
| 3.1.2 三角线法近似展开曲面过程 |
| 3.2 最佳展开基点位置规律性研究 |
| 3.2.1 曲面易展性能研究的提出 |
| 3.2.2 曲面易展性能的评价 |
| 3.3 最佳展开基点的数学求解 |
| 3.3.1 曲面的各种曲率 |
| 3.3.2 曲面易展度的解析求解 |
| 3.4 应用实例 |
| 3.4.1 球面 |
| 3.4.2 环面 |
| 3.4.3 双曲抛物面 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于面积坐标的三角线法解析 |
| 4.1 面积坐标 |
| 4.1.1 面积坐标的定义 |
| 4.1.2 面积坐标的特点 |
| 4.1.3 面积坐标与直角坐标的关系 |
| 4.2 曲面与平面上点的映射 |
| 4.2.1 曲面的网格划分 |
| 4.2.2 曲面点的信息提取 |
| 4.2.3 面积坐标的计算 |
| 4.2.4 点的映射 |
| 4.3 应用实例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、可展曲面的计算机辅助下料（论文参考文献）
- [1]面向术前皮瓣设计的三维创面的形态学展开与分析[D]. 栾宇豪. 江南大学, 2021(01)
- [2]复杂曲度船体外板展开算法研究和软件开发[D]. 陈兴怖. 武汉理工大学, 2019(07)
- [3]矩形翻领成型器技术研究[D]. 王亚丛. 燕山大学, 2018(05)
- [4]一种考虑壁厚中性层位置变化的钣金件展开方法研究[D]. 陆学艳. 东北大学, 2017(06)
- [5]钣金数字化展开与优化排样及其工艺约束处理技术研究[D]. 刘桥生. 上海交通大学, 2015(02)
- [6]基于数值放样法的构件展开系统[J]. 孙志学,杨刚. 重庆理工大学学报(自然科学), 2014(06)
- [7]钣金三维参数化设计系统研究[D]. 陈龙. 西安工业大学, 2014(09)
- [8]三维钣金展开与工艺规划的研究[D]. 王纪清. 西安工业大学, 2012(07)
- [9]复合材料曲面铺层的数字化展开技术及发展方向[J]. 蔡闻峰,薛小平,邓良才. 航空制造技术, 2012(03)
- [10]不可展曲面近似展开中若干问题的研究[D]. 丁森. 东北大学, 2011(03)