[發明專利]一種三維整體壁板展開建模方法

有效

• 申請號: 201210237437.8
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102842147A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 張賢杰;司朝潤;王俊彪
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/30
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種三維整體壁板展開建模方法：其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將三維整體壁板幾何模型分解為若干個可分離幾何體：所述可分離幾何體為相對于壁板基準面具有單一厚度或厚度呈線性變化的幾何結構，所述壁板基準面為三維整體壁板的功能外形面；

步驟2：確定單個可分離幾何體的特征線和特征點：取可分離幾何體之間的對接面、可分離幾何體上無鄰接可分離幾何體并且不在功能外形面上的面為界面，則界面的邊緣線為特征線，邊緣線的交點為特征點；

步驟3：將特征線和特征點按照壁板基準面的法線方向投影到壁板基準面上，在壁板基準面上得到各個可分離幾何體的投影特征線和投影特征點；

步驟4：將壁板基準面上的投影特征線離散為投影特征線點列，同一投影特征線點列上相鄰兩點沿投影特征線的長度不超過該投影特征線長度的10%；

步驟5：將壁板基準面離散為有限元三角形單元網格，單元邊長不超過壁板基準面最小曲率半徑的10%，得到壁板基準面的空間曲面網格；采用曲面展開方法將壁板基準面的空間曲面網格展開，得到壁板板坯的平面輪廓曲面網格；

步驟6：采用面積坐標法計算投影特征線點列和特征點在壁板板坯的平面輪廓內的坐標：

p(x_p,y_p,z_p)點為空間曲面網格中投影特征線點列以及特征點的任意一點，p₁(x₁,y₁,z₁),p₂(x₂,y₂,z₂),p₃(x₃,y₃,z₃)為p點所在三角形單元三個頂點，p點的面積坐標為(ξ₁,ξ₂,ξ₃)，其中ξ₁＝S₁/S,ξ₂＝S₂/S,ξ₃＝S₃/S,S₁為ΔPP₂P₃的面積，S₂為ΔPP₁P₃的面積，S₃為ΔPP₁P₂的面積，S為ΔP₁P₂P₃的面積；

p＇(x＇,y＇)點為p點在壁板板坯的平面輪廓曲面網格中的對應點，p＇₁(x＇₁,y＇₁),p＇₂(x＇₂,y＇₂),p＇₃(x＇₃,y＇₃)為p₁,p₂,p₃點在壁板板坯的平面輪廓曲面網格中的對應點，則p＇點坐標為：x＇＝S₁x＇₁+S₂x＇₂+S₃x＇₃，y＇＝S₁y＇₁+S₂y＇₂+S₃y＇₃；

步驟7：按照與步驟3中對應特征線或特征點投影過程相反的投影方向及相同的投影距離，將壁板板坯的平面輪廓內的投影特征線點列和特征點投射到平面板坯空間中，得到平面板坯空間中的特征線點列和特征點；按照步驟4中的離散關系將平面板坯空間中的特征線點列連接，得到平面板坯空間中的特征線；按照步驟2中對應特征線、特征點和界面的關系構建平面板坯空間中的界面，按照步驟2中界面與對應可分離幾何體之間的關系確定并構建平面板坯空間中的可分離幾何體；按照步驟1中各個可分離幾何體之間的對應關系，將平面板坯空間中的各可分離幾何體組合，得到壁板平面板坯幾何模型。

2.根據權利要求1所述一種三維整體壁板展開建模方法：其特征在于：曲面展開方法為基于單元變形能的復雜曲面優化展開算法。