[發(fā)明專利]基于t參數(shù)表達(dá)式的曲面建模方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010109237.5
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101799841A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊海元
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于t參數(shù)表達(dá)式的曲面建模方法，屬于三維CAD設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，公知的曲面建模方法有曲線掃描、逆向反求曲面點云擬合等。但是，在對于曲面需要嚴(yán)格符合某些函數(shù)規(guī)律時，這些常用的建模方法就無以適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有建模方法的不足，本發(fā)明提出一種基于t參數(shù)表達(dá)式的曲面建模方法。比如，專門針對曲面的扭角隨高度變化有函數(shù)要求的空間曲面的建模，設(shè)定參數(shù)t∈[0，1]的自變量，通過它解算出扭角與軸線高度的函數(shù)關(guān)系，從而實現(xiàn)該類曲面的全參數(shù)化三維設(shè)計。

本發(fā)明方法提出一種新的t參數(shù)控制關(guān)系表達(dá)式：

(1)首先設(shè)參數(shù)t∈[0，1]的自變量，將曲面要素點在笛卡爾坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)P_(x，y，z)變換為

xt＝f(x)(t)，

yt＝f(y)(t)，

zt＝f(z)(t)等關(guān)系式；

(2)將表達(dá)式加入到三維設(shè)計軟件(如UG、Catia等)的參數(shù)表中；

(3)在建模的時候在三維軟件的選擇菜單中選擇“規(guī)律控制方式”選項；

(4)選取參數(shù)表中先前設(shè)定好的表達(dá)式

xt＝f(x)(t)，

yt＝f(y)(t)，

zt＝f(z)(t)

作為控制規(guī)律；

(5)通過“規(guī)律控制方式”掃描，得到需要的全參數(shù)化三維曲面模型。

與常規(guī)的曲面建模方法相比，本方法采用基于t參數(shù)的表達(dá)式來控制曲線、曲面的各種變化規(guī)律，能夠精準(zhǔn)地設(shè)計出有嚴(yán)格函數(shù)要求的復(fù)雜曲面，特別適合于有氣體動力學(xué)要求的飛行器外形、有特殊要求的流道模型等的設(shè)計。該方法適用于任意高階連續(xù)曲面的建模。

附圖說明

圖1扭角β與軸線高度的函數(shù)關(guān)系

圖2三維曲面簡圖

具體實施方式

以圖1所示的二階連續(xù)曲面扭角β與軸線高度的函數(shù)關(guān)系為例，詳細(xì)說明本發(fā)明方法的實施過程：

(1)對圖1所示的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)變換：要設(shè)計如圖1所示函數(shù)關(guān)系的二階連續(xù)曲面，曲面扭角關(guān)系表達(dá)式如下：

t＝0，

yt1＝-zt1/1161.7

yt2＝(123.5*t)^2/1161.7

yt3＝-(494.3-123.5)*t*0.2126

zt1＝((617.8-494.3)*t)^2

β＝Z^2/1161.7，Z∈[0，123.5]

yt2＝(123.5*t)^2/1161.7

β＝13.13+0.2126(Z-123.5)，Z∈[123.5，494.3]

yt3＝-(494.3-123.5)*t*0.2126

β＝105.1-(617.8-Z)^2/1161.7，Z∈[494.3，617.8]

yt2＝(123.5*t)^2/1161.7

(2)將表達(dá)式加入到三維設(shè)計軟件(如UG、Catia等)的參數(shù)表中；

(3)在建模的時候在三維軟件的下拉菜單中選擇“規(guī)律控制方式”選項；

(4)選取參數(shù)表中先前設(shè)定好的表達(dá)式

yt1＝-zt1/1161.7

yt2＝(123.5*t)^2/1161.7

yt3＝-(494.3-123.5)*t*0.2126

作為控制規(guī)律；

(5)通過拉伸或掃描，得到需要的三維曲面模型。

如圖2所示，圖中A為掃描導(dǎo)線，B為掃描截面線，C為空間三維曲面，截面線沿導(dǎo)線掃描，所生成的曲面在任意位置均符合圖1所示的函數(shù)關(guān)系要求。