含多参数的四次广义C-Bézier曲面及其拼接条件

利用空间Φ=span{sint,cost,t2,t1,1}上一组正规B基,构造了一种新的含多形状参数的四次广义C-Bézier曲面。这种曲面不仅保留了传统Bézier曲面的性质,而且具有优良的形状可调性,特别当所有形状参数趋于0时其极限曲面就是四次Bézier曲面。此外,为了解决造型设计中复杂曲面难以用单一曲面表示的问题,进一步研究了该曲面的拼接技术,推导了两相邻四次广义CBézier曲面片间G0和G1光滑拼接的几何条件,并给出了光滑拼接的具体步骤与几何造型实例。

C-Bézier基函数在稳态线弹性方程求解中的应用

用有限元方法求解稳态线弹性方程,以C-Bézier基函数作为参考元上的形函数,通过选取适当的形状参数,在步长不变的情况下,所得到的数值解精度比传统的Lagrange基函数在L∞、L 2范数下高3个数量级以上,在H 1半范数下高2~6个数量级,充分说明了C-Bézier基函数在求解稳态线弹性方程时具有更好的逼近效果。

C-Bézier曲线曲面的扩展

运用积分定义的方式,构造了带多形状参数的C-Bézier曲线曲面,改变形状参数的值,能整体或局部调控曲线曲面的形状。它们包含C-Bézier曲线曲面为其特例且具有C-Bézier曲线曲面的主要性质。还给出了带2个形状参数的二次C-Bézier曲线段G1和C1拼接条件以及带3个形状参数的三次C-Bézier曲线段G1、C1和G2拼接条件。

C-Bézier曲线曲面的光顺拼接算法

在实际应用中,作为相邻的C-Bezier曲面片在拼接时边界处容易引起连续性和光顺性的问题,同时在实际应用中的一些复杂曲面很难用一片C-Bezier曲面来构造。针对这个问题,介绍的各种CGi拼接条件可适当选择以解决曲面片拼接时的连续和光顺问题,使构造的曲面片最佳逼近给定的曲面。

C-Bézier方法在曲面造型设计中的应用

本文在C-Bézier曲面造型几何模型的基础上,讨论了应用C-Bézier方法生成工程扫掠曲面的方法,同时提出了在曲面的分割和拼接中应注意的问题,最后给出了两个应用C-Bézier方法生成的扫掠曲面的实例。

基于重新参数化的Bézier曲面求交算法

现有的参数曲面求交算法在求得一系列交点之后,需要再次用B样条插值才能表示出交线,且求得的交线无法保证精确落在任一给定曲面上。针对这一问题,提出一种基于重新参数化的求交算法。首先,通过曲面升阶加密曲面的控制网格,并求2个曲面控制网格的交线;然后,将交线映射到参数域,通过分段B样条曲线拟合,将拟合结果作为牛顿迭代的初值;最后,运用牛顿迭代求得更精确的参数域交线。相比于传统跟踪算法,该算法可直接得到交线的有理多项式表示形式,且求得的交线严格落在其中一个曲面上,在计算的交点个数更少的同时获得更高的逼近精度,并通过仿真实验验证了算法的精确性和有效性。

G^(1)连续组合曲线曲面的构造

为了在保留B样条方法自动光滑性的基础上突破其要求各部分曲线曲面的次数必须相等的限制,同时赋予曲线曲面独立于控制顶点的形状可调性,提出一种G^(1)连续组合曲线曲面的构造方法.首先构造一组含2个自由参数的n(n≥2)次基函数并分析其性质,基于该基函数,定义了结构与n次Bézier曲线曲面相同的新曲线曲面,其包含n次Bézier曲线曲面为特例;然后分析新曲线曲面的G^(1)光滑拼接条件,根据拼接条件,采用与B样条方法相同的组合思想但是不同的组合方式,定义基于新曲线曲面的分段组合曲线与分片组合曲面,其包含2次均匀和2次准均匀B样条为特例.实例结果表明,定义方式自动保证了组合曲线曲面在连接处的G^(1)连续性,组合曲线曲面的端点与角点位置以及内部形状都可以通过改变自由参数的取值来进行调整,且调整方式既可以是全局的又可以是局部的;所提方法为复杂曲线曲面的造型设计提供了便利.

四次带参Bézier曲线曲面的光滑拼接

针对复杂自由曲线曲面难以用单一曲线曲面表示的问题,研究了一种四次带参Bézier曲线曲面的拼接技术.在对四次带参Bézier曲线基函数及端点性质分析的基础上,给出了该曲线间G1、G2和C1、C2光滑拼接的充要条件.利用四次带参Bézier曲线与C-Bézier曲线间的拼接技术,解决了该曲线造型中圆弧和椭圆弧的表示问题.分析了2张双四次带参Bézier曲面片间G1光滑拼接的几何条件,并通过合理选取形状参数,进一步简化了该曲面的拼接条件.实例结果表明,该方法简单、直观、易实现,有效增强了四次带参Bézier曲线曲面表达复杂曲线曲面的能力,可广泛应用于各种CAD/CAM造型系统中.

C-Bézier曲线的形状修改

提出了控制C-Bzier曲线形状的两种方法:修改控制参数a和修改控制顶点.在分析C-Bzier基函数导数曲线特性的基础上,得出了控制参数a对曲线形状的作用,提出了调节控制参数修改曲线形状的方法;另一方面,基于控制顶点与曲线形状关系几何模型,建立了调节控制顶点修改曲线形状的算法.上述成果已应用于纸盆模具CAD/CAM软件设计系统的实践中,并取得了良好的效果.

拟三次Bézier曲线曲面的拼接技术

针对工程中复杂自由曲线曲面难以用单一曲线曲面来表示的问题,研究了一种带形状参数的拟三次Bézier(三次Q-Bézier)曲线曲面的拼接技术.在对三次Q-Bézier曲线基函数及其端点性质分析的基础上,给出了两相邻三次Q-Bézier曲线间G1、G2和C1、C2拼接的充要条件,运用张量积的方法给出了双三次Q-Bézier曲面的几何模型,同时分析了两相邻双三次Q-Bézier曲面片间G1光滑拼接的几何条件,并通过合理地选取形状参数,进一步简化了该曲面的G1拼接条件,给出了三次Q-Bézier曲线曲面光滑拼接的几何造型实例.实例结果表明,所提方法简单、直观、易实现,有效地增强了三次Q-Bézier方法表达复杂曲线曲面的能力,可广泛地应用于工程复杂曲线曲面的造型系统中.

带有形状参数的B啨zier三角曲面片

给出了含有参数的二元(n+1)次多项式基函数,是三角域上二元n次Bernstein基函数的扩展;分析了该组基的性质并定义了带有形状参数的(n+1)次B啨zier三角曲面片·该曲面不仅具有n次B啨zier三角曲面片的特性,而且具有形状的可调性;其参数有明确的几何意义,参数越大,曲面越逼近控制网格;当参数为0时,曲面可退化为n次B啨zier三角曲面片·

带多形状参数的广义Bézier曲线曲面

为了在几何造型中更加灵活地调控曲线曲面的形状,提出一种带多形状参数的造型方法.首先构造一种带多形状参数的多项式调配函数,其中Bernstein基函数是它的特例;然后利用给出的调配函数定义一类形状可调的广义Bézier曲线曲面,并研究了它们的性质.对给定的控制多边形,可以通过改变形状参数的值整体或局部地调控曲线的形状.最后通过数值实例说明了文中方法的实用性.

带多个形状参数的Bézier曲线与曲面的扩展

通过引入多个形状参数,生成Bézier曲线与三角域Bézier曲面的扩展,它们包含普通的Bézier曲线曲面为其特例.这类多项式曲线与曲面的调配函数具有显式表示,易于求导和求积.改变形状参数的值能整体或局部调控曲线与曲面的形状.

张量积Bézier曲面降阶逼近的新方法

基于 L2 范数 ,给出基于曲面间体积极小的约束优化算法 ,将 Bézier曲面的降阶问题转变为线性方程组的求解 ,并给出降阶逼近问题解的存在性证明 .文中还对逼近误差进行了分析 。

复合三角Bézier曲面求交和裁剪的实现

该文利用三角Béier曲面片的可分割性，解决了迭代收敛、初始交点算计问等题；通过近曲面点、边界点跨越等过程，实现了由一个初始交点将跨越许多曲面片的整条交线跟踪出来的设想．将各交点作为型值点插入曲面中，对三角网格进行三角再划分，以交线为界进行三角网格和型值点的分离，最后重新生成两张复合曲面，实现了裁剪的目的．测试结果显示，此方法简单、可靠，能够满足曲面造型的要求．

G^1连续三角Bézier曲面模型快速生成算法

提出一种由三角网格曲面构造G1连续三角Bézier曲面算法,该算法基于三角网格曲面动态空间索引结构获取网格顶点的局部型面参考数据,根据三角平面片局部型面参考数据构造三次三角Bézier曲面片,将三次三角Bézier曲面片升阶到五次,解决了五次三角Bézier曲面片G1拼接时的约束几何条件冲突问题,生成了整体G1连续的三角Bézier曲面,实例证明算法数据适应性强,可快速准确生成G1连续的三角Bézier曲面。

三次C-Bézier螺线构造及其在道路设计中的应用

针对道路设计的工程需要,构造曲率单调且保号的平面三次C-Bzier螺线.利用这条螺线,详细推导在道路设计等工业应用中直线和圆弧之间的过渡曲线.如同工程中使用回旋曲线过渡一样,直线和圆弧之间用一条螺线过渡,圆弧与圆弧之间用一对C型或S型螺线过渡,两条直线之间用一对螺线过渡,当圆包含圆弧时用一条螺线过渡.给出在前4种情况下螺线的具体表达式,第5种情况不一定有解.由于直线、圆弧能够用C-Bzier曲线精确表示,可以在C-Bzier模式下统一处理整条道路设计问题,避免了以往采用Fresnel积分所表示的回旋曲线不适用于计算机辅助设计系统的情况.

基于双曲函数的Bézier型曲线曲面

通过引入形状参数,在双曲函数空间中构造了一类广义Bézier曲线,称其为HC-Bézier曲线。该曲线具有类似Bézier曲线的优良性质。当控制顶点固定时,通过调整形状参数可以调整曲线形状,从而使得曲线的调整更加灵活。HC-Bézier曲线既可以精确表示直线段,又可以精确表示双曲线等二次曲线段。

可展Bézier参数曲面

给出B啨ｚｉｅｒ参数曲面可展的特征 这里的B啨ｚｉｅｒ参数曲面包括三角域上的Ｂ B参数曲面和矩形域上的张量积B啨ｚｉｅｒ参数曲面 特别地 ,给出了三角域上可展二次B B参数曲面的具体形式及其构造方法 ,以及三角域上可展三次B

基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。