边界表示的数学模型及其应用

传统的边界表示通常是一种数据结构，缺少一种代数形式来表示几何模型的不同抽象层次和相似性。本文用面边、边点关联矩阵来表示模型边界及其可变性层次，研究了它的同态和相似，并用于特征造型，重点介绍了形状特征的形式化定义。     

基于交线存储的快速实体边界生成算法

随着ＣＡＤ技术的日益普及，越来越复杂的设计对象进入系统，这就不可避免地导致了系统时空优化问题。目前实体造型中的主要表示方法，即边界模型及构造模型，由于各自特写的结构，无法较好地满足实际工程的需要。本文通过分析实体边界构造过程，提出了一个基个交线存储的实体存储方式及边界重构算法，该方法具有实体数据存储空间小，边界生成速度快等特点，较好地解决了系统存在的时空优化问题。     

CAD/CAM应用需求分析时的基本技术和知识

本文介绍在进行CAD/CAM应用需求分析时所要求的基本技术,应该学习和了解的基本知识;在进行CAD/CAM应用决策时,所要求的内部技术,应当学习和掌握的CAD/CAM的内部知识。     

Pro／ENGINEER中曲面无法抽壳的解决方法研究

讨论了Pro／ENGINEER软件在产品设计中存在的曲面无法抽壳和加厚的问题，分析了该问题存在的原因，提供了检查曲面无法抽壳和加厚的方法，最后给出了解决方案，该解决方案在实际应用中取得了良好的效果。     

BOOL—一个基于微机的实体造型系统

BOOL系统是一个在IBM-PC/AT微型计算机上实现的实体造型软件。它采用边界表示法(B-Reps)作为实体模型的内部表示,实体模型的构造用构造性实体几何(CSG-Constrtive Solid Geometry)法和扫动(Sweeping)法来完成。实体模型的布尔运算算法采用了专门设计的局部化技术,降低了系统的运算开销。     

NURBS曲线曲面的显式矩阵表示及其算法

从 B样条的差商定义出发 ,提出差商展开系数的概念 ,通过差商展开系数显式解析表示式的导出 ,得到任意次 NU RBS曲线曲面系数矩阵的显式解析表示式 ,并给出了求差商展开系数和 NURBS曲线曲面系数矩阵的数值算法 .文中给出的方法适用于一切 NU RBS曲线曲面 ,包括有理和非有理的 Bézier、均匀和非均匀的 B样条曲线曲面 .相应的数值算法计算简单 ,易于实现 .差商展开系数解析表示式为 NU RBS曲线曲面的表示、转换和节点插入、升阶等基本运算以及与差商相关的问题的研究提供了一个统一的构造性工具和应用方法 .     

基于几何法表示的曲面实体的分割算法

分割是实体造型的重要步骤,而边界问题是影响分割算法效率和稳定性的主要因素。工程中常用的二次曲面有自封闭的特性,在相交时交线会出现退化和自交等情况,给拓扑表示和帝体重建带来困难,另外,边界重合也是实体分割时经常要遇到的问题,该文在二次曲面几何法表示的基础上,针对二次曲面相交时交线的特性,设计了合理的分割策略,提出了有效的分割算法,并对边界重合等问题做了很好的处理,同时用实例验证了本文算法的有效性。     

图象边界的链码表示研究

图象边界表示在模式识别、图象处理以及计算机视觉等领域扮演着十分重要的角色。本文研究了图象边界的链码表示,提出一种改进的链码表示方法。该方法通过二元组代替方向编号逐一编码方法,使用一个字节的高低位存取二元组的两个数值,节省了存储空间。理论分析和实验结果表明,与常用链码相比,该方法有效缩短了链码长度,能提高边界重绘速度,具有较强的实用性。     

图象边界的链码表示研究

图象边界表示在模式识别、图象处理以及计算机视觉等领域扮演着十分重要的角色.本文研究了图象边界的链码表示,提出一种改进的链码表示方法.该方法通过二元组代替方向编号逐一编码方法,使用一个字节的高低位存取二元组的两个数值,节省了存储空间.理论分析和实验结果表明,与常用链码相比,该方法有效缩短了链码长度,能提高边界重绘速度,具有较强的实用性.     

基于全局模型的产品特征造型系统

基于特征的设计在当今ＣＡＤ／ＣＡＭ技术中扮演了十分重要的角色，本文以我们自行开发的面向机械产品设计的参数货物上造型系统ＺＤ－ＭＣＡＤⅡ＾〔１〕为背景，介绍了ＺＤ－ＭＣＡＤⅡ中的全局产品数据模型，给出了特征及其依赖的描述方法，特征依赖以半序网的形式表示，设计特征与制造特征通过特征映射实现统一。文章对于产品模型的建立及特征形成规则与特征重构都作了详细的分析。     

快速成型中STL数据模型的B-Rep实体精确重建

针对快速成型机广泛使用的STL数据模型,建立了STL文件拓扑重建的数据结构,给出了边界提取和面片分割的具体实施方法,实现了基于边界表示的实体建模．利用回转面的内在几何性质,提出了球面、柱面等规则曲面的识别方法,从而还原机械型面的原貌并实现规则型面的精确表示．对于自由曲面,采用调和映射参数化技术,实现了该类网格曲面的精确NURBS建模,给出了曲面片间保持G^1连续的优化拼接方法．实际的验证结果表明,重构的实体模型精度较高且便于系统间的数据交换,非常适于数控加工领域．     

CAD系统中公差信息建模技术综述

公差信息建模是指对某一些造型系统进行准确无误的公差表述,并对其语义作出正确合理的解释。由于某对CAD／CAPP／CAM的集成有着十分重要的作用。因此一直是CAD／CAM研究领域的热点,研究成果十分丰硕。另一方面,由于公差信息的建模有着相当的难度,该领域至今仍然有着许多问题有待解决。文中对当前CAD系统中公差信息建模技术的研究历史和现状进行了较为全面的综述,分析比较了目前各种模型的优点与不足,最后对公差信息建模中亟待解决的问题及可能对策进行了讨论。     

FEATURE SOLID MODELING TOOL SYSTEM:FSMTS

In conformity with the principle of Design for Manufacture,feature-based design strate-(?)es have been developed.As the“feature”is relevant to the“macro process plan”and“macro NCprograms”,obviously,“feature”is beyond the power of conventional solid modellers.Neverthe-less,substantial breakthrough has not been made in the solid modeling field,except“feature at-taching”or“feature recognizing”methods have been taken on.In this paper,the theory,concepts,system architecture,and algorithm principles of solid modeling tool system have beenrepresented.The practice of Feature Solid Modeling Tool System (FSMTS) developed atHuazhong University has proved that the tool may be a new foundation of Feature-Based Design.     

基于自动碰撞技术的最优排样算法

提出一种针对不规模形状冲压零件排样的智能化算法。该算法利用了一种新的自动碰撞技术以寻求尽可能多的可行排样,并自动计算碰撞零件和固定（被撞）零件之间的动态距离。     

圆弧的C-Bézier曲线表示

圆弧的表示一直是计算机辅助设计关心的问题.但是,现有的方法对用户并不友好.利用C-Bézier曲线,给出了圆弧的一系列表示方法,讨论了这些表示方法的相互关系.为度量其优劣,提出了特征比的概念.同时,发现了高次的C-Bézier表示要优于低次的表示,特别地,五次C-Bézier曲线能很好地表示整圆.     

实体模型的三轴数控粗加工刀轨生成算法

提出一种适合实体模型的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法。首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面，与模型的待加工表面求交，得到一系列交线；再根据精度规划一组垂直于刀轴的分层平面，与上述交线求交，在每一分层平面上判断加工区域，规划出加工刀位轨迹，将每一分层平面上的刀位轨迹较适当的方式连接起来，就构成零件的整体加工轨迹。该算法避免了轮廓环等距、自交处理和布尔运算等复杂的计算过程；同时，对生成开型腔的加工刀位轨迹也是有效的。     

支持实体数控铣削仿真验证的Cuboid-Array模型的研究

研究了Z-Buffer,Dexel和Ray-representation建模思想和方法,提出Cuboid-array的实体近似建模方法．采用基于设计模型的实体数控仿真验证技术,以Cuboid-array表示干涉元素集合体,提出基于B-rep和Cuboid-array的双体建模的近似实体数控仿真验证技术．给出了基于Cuboid-array的数控仿真验证算法,研制了基于双体建模和双体显示的数控仿真验证实验系统,实现了面向过程和结果的实体数控仿真的集成、面向实体数控仿真和实体数控验证的集成,并给出了实验用例．     

Solid modeling of 4-axis wire EDM cut geometry

NC verification has been widely used in milling and turning machining, but the implementation of NC verification for wire electrical discharge machine (wire EDM) has received little attention, made difficult by the characteristics of geometry cut by the thin wire. For an NC verification system, the speed and the accuracy of are two of the most critical issues. In this paper, a novel solid modeling method, which utilizes a dual quadtree structure and a boundary representation, is applied to modeling the parts cut by a wire EDM. In this implementation, two extended quadtrees on the top and bottom surfaces of the stock are first created. Special quadtree nodes are introduced into the dual quadtree structure to model the features associated with the almost coincident surfaces left by a thin wire. The region swept by a wire in each move is generated based on the diameter of the wire, spark gap size and the paths. The overall geometry of the part is represented by a boundary representation which is updated by means of efficient Boolean operations of extended quadtrees. The free-falling objects which may damage the machine tool can be detected. Dimensional inspection and feature detection can be made with the solid model representing the machined part. The system has demonstrated very promising speed and accuracy.     

基于工程图的三维重建研究

由二维工程图重建三维形体是一种快速的形体造型方法,已成为计算机图形学和人工智能领域的重要研究方向.立足于基于工程图的三维重建问题,分类总结了形体重建方法的研究成果,着重介绍了典型的重建算法.在比较了典型算法的适用范围的基础上,剖析了目前形体重建研究所面临的问题.最后,指出了基于工程图的三维重建算法进一步的研究方向.