曲面建模

摘要： 背景:随着现代工业、现代国防以及现代医疗康复产业的发展,仿生设计与制造技术蓬勃兴起,该技术常以各类生物体及其组织为研究对象,模仿其几何外形、力学性能等指标,进而得以逆向设计与制造各类人工合成产品,其中几何外形特别是曲面建模技术的有效仿生是其中的关键一环。目的:以人体膝关节为例探讨曲面建模实践应用技术,建立人体膝关节几何解剖数字化模型,为膝关节生物力学特性的研究提供支持,同时为仿生设计的复杂曲面建模提供了一种有效的教学与研究模式。方法:利用膝关节CT扫描图像和MRI图像,通过医学影像处理技术分别获取骨组织及软组织轮廓的点云数据及其逼近曲线,并分别重建骨组织及软组织的膝关节实体模型。最后基于三维图像配准技术,将各软组织组装配于骨组织实体模型上,形成整体膝关节三维模型。结果与结论:通过3D医学影像技术构建了同时包含各骨组织和韧带、半月板、肌腱等主要软组织在内的膝关节复杂几何曲面解剖数字化模型。

摘要： 根据现行各大船级社设计规范要求,船舶系泊设备通过有限元法对系泊设备加强结构进行强度分析,以便确定系泊设备反向结构加强布置及构件尺寸。本文按照中国船级社(CCS)《钢质海船入级规范》中有限元分析计算方法,基于ANSYS Workbench有限元分析软件,采用曲面建模的新方法,结合简单构件和设计实例,对比传统的实体建模、实体中面2种不同建模方法的计算结果。通过数据分析得出,曲面建模的新方法不仅在快速建模和计算速度上具备优势,而且计算结果偏差较小,属于偏安全计算。

摘要： 基于扭曲型材构件的几何特征,将腹板曲面作为主要的研究对象.采用B样条曲面对型材腹板曲面进行建模,从理论上证明了扭曲型材构件腹板曲面的任意横剖线都是直线,且扭曲型材腹板曲面具有直纹面的特征,可以采用直纹面方程进行建模.算例结果验证了上述结论的正确性.

摘要： 逆向工程技术作为目前发展较快的专业应用领域,在模具设计与制造、汽车钣金等领域得到了更多的研究与应用.逆向工程作为吸收先进技术的一种手段,使产品研制周期缩短40％以上.本文以家用汽车洗水枪为例,为了更好地满足用户的需求,利用逆向工程技术对洗车水枪的外观进行重构,从点云的获取过程、点云的处理过程,以及逆向建模过程及打印过程进行详细的探究.

摘要： 随着产品造型的不断创新,曲面建模在现代计算机辅助产品设计中发挥着越来越重要的作用.本文对SolidWorks软件中的曲面建模功能进行了分析,以戴森吹风机的曲面建模为例,探究SolidWorks曲面建模功能在工业产品设计中的应用,有效提高了产品曲面建模的效率和质量,使得产品曲面建模流程更加规范.

摘要： 紧支撑的径向基函数已广泛用于曲面建模方法中以插值或拟合给定数据.合理的紧支撑半径可以避免求解大型稠密线性系统.通常基于CSRBF重建曲面方法不具有保形性,而多元二次拟插值的逼近精度不足.本文引入一种新的高精度保形曲面建模的两级拟合方法.首先使用精度较低的准插值方法构造初始保形模型,然后通过进行基于CSRBF的网络插值方法补偿初始拟合模型与给定数据之间的误差,进而得到精度更高的保形模型.此外,本文还讨论拟插值平滑因子的选择和基于CSRBF网络的支持半径设置,并建立它们之间的经验公式.数值示例说明了本文方法的有效性.

摘要： 针对义乳在穿着过程中因其形状和质量与切除的乳房不一致产生穿着不舒适等问题,依据乳房形态特征参数,进行义乳的量身定制.运用主成分分析、相关性分析等方法提取乳房特征参数作为义乳形态设计的依据,选择人台为实验对象,采用逆向工程技术,对乳房曲面进行建模,得到义乳形状曲面模型,完成对义乳形状的设计;运用BP神经网络,通过义乳形状特征参数,得到义乳体积预测模型.结果显示:运用逆向工程技术获得的义乳形状与原乳房匹配度良好;运用BP神经网络不同算法建立的义乳体积预测模型中,Levenberg-Marquardt算法的体积预测模型精确度为99.40％,模拟效果好,速度快.

摘要： 目的:利用曲面建模技术模拟牙周支持组织破坏进程,探讨剩余支持高度百分比(the percentage of residual support height,Ph)与剩余牙周膜面积百分比(the percentage of residual root surface area,Ps)评估牙周支持能力的一致性.方法:纳入15例患者的锥形束CT (cone-beam CT,CBCT)图像,共计420颗牙.利用Mimics软件重建3D模型,导入Geomagic软件进行曲面优化,最终在Solidworks软件中实现对牙根的精确划分,以此模拟不同的牙周支持高度,测量并计算Ph与Ps.检验不同牙位Ph与Ps结果的一致性.采用SPSS 22.0软件包对数据进行统计学分析.结果:切牙组、尖牙组、前磨牙组牙周膜面积分别为冠1/3>根中1/3>根尖1/3,磨牙组牙周膜面积分别为根中1/3>冠1/3>根尖1/3.上颌第一磨牙牙周膜面积最大,在牙列中占11.60%,约为下颌中切牙的3.18倍.所有牙位Ph与Ps差异有统计学意义(P<0.01).上颌切牙组、下颌切牙组、下颌前磨牙组Ph与Ps差值的95%CI在一致性限度专业界值(-15%,15%)之内,其余牙位Ph与Ps差值的95%CI在一致性限度专业界值(-15%,15%)之外.结论:单根牙(上颌尖牙除外)剩余牙周支持高度可以较好地反映牙周支持能力:而对于多根牙,仅以二维指标牙槽骨吸收比值替代三维指标剩余牙周膜面积显然具有局限性,还需充分考虑牙根形态学差异,以明确牙周支持组织的破坏程度.

摘要： 本文对游艇曲面建模简单阐述, 介绍了曲面建模的意义, 并以船舶建模软件maxsurf为例, 讲述该软件在游艇船体曲面建模中的应用.

摘要： 三维船体数字造型是进行船舶数字水池仿真试验的第一步，也是非常重要的一步。为建立形态复杂的三维船体造型，本文作者选用Pro/ENGINEER软件中强大的曲面建模技术加以实现。此外，本文作者还通过文中介绍的分析手段，对生成的船体表面进行评估，并根据评估结果对船体表面进行调整，以便使构造的船体表面即能保证其型线的连续性，又保证其光滑性。

摘要： 众所周知，在汽车造型设计中已有大量数字化技术的应用，相关学术文章亦不在少数，但这类文献大都论述汽车外部的造型设计工作，对于汽车造型设计工作中同样重要的汽车内饰设计，却少有论述。本文有针对性地深入研究了汽车内饰设计中的数字化曲面建模技术的应用，阐述内饰设计的独特性，尝试将汽车内饰曲面模型的质量要求和建模特点进行总结，并探讨在汽车内饰建模的应用过程中经常涉及到的一些较为典型的手法。

摘要： 在进行商用CFD软件进行船舶水动力特性求解时,求解域的定义是非常重要的一步。为建立形态复杂的船体三维模型,本文选用Pro/ENGINEER强大的曲面建模技术加以实现,并通过适当的分析手段,对曲面加以调整,使构造的船体表面更为光顺,继而满足了CFD计算的需要。

摘要： 隐含波动率是期权定价的关键,波动率曲面在风险管理、资产配置和交易策略的运用中具有重要的作用.本文利用上证50ETF期权隐含波动率数据,在隐舍波动率的时间序列特性基础上,考虑期权的在值程度、到期时间、交易量影响,构建了自回归波动率曲面模型,并与其他模型进行比较,发现时间序列特征在解释波动率曲面动态特征上具有重要的作用,结果证实了自回归波动率曲面模型能有效地刻画波动率动态曲面,并且具有良好的预测效果.

摘要： 根据原始叶片扫描的点云数据，经过点阶段、多边形阶段和曲面阶段，生成叶片的CAD模型，并利用Geomagic Studio软件在多边形阶段和曲面阶段的强大功能，修复叶片扫描模型上的缺陷，为实际叶片的进一步修理提供依据。

摘要： 随着CAD/CAM技术的不断发展，模具制造业是最早应用计算机技术来提高设计、制造水平的机械行业之一。在当今模具工业领域中曲面建模、实体造型及数控加工编程已成为模具制造的一种必不可少手段。只有通过这些技术才能适应当今零部件产品对模具行业的要求。基于高效率的模具CAD/CAM/平台才能实现设计及其制造的高效率开发，制造出符合要求的模具。

摘要： 本文对曲面和实体建模统一进行了论述。文章指出，曲面建模方式可以按照进行自由设计,使用简单的点击和拖放来创建复杂的模型,还可以调整模型直到达到所需要的设计意图；实体建模提供了高度的可重建性,模型不是根据形状描述的,而是采用参数如直径和孔的深度；混合建模方式充分利用了两种方式的优点,应用程序包含了易用的复杂形状建模,可以通过点击和拖放,形状将更新,修改参数值,形状再次更新,通过精确的参数调整,可以更方便的对产品的形状进行控制。

摘要： NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)方法因其表示法的、形状控制灵活性,在曲面造型和曲面重构中具有重要作用.目前,还没有在C＃中开发OpenGL(Open Graphics Library)的标准和规范的方法.研究了在C＃中利用平台调结合OpenGL进行NURBS曲面快速建模的方法,获得了满意的结果,并给出了实例.

摘要： 模线样板作为零件检验、零件下料、模胎加工划线等依据，在飞机设计和制造过程中，起着极其重的作用。本文对模线外形的曲面展开提出了边界拟合曲面法并进行了误差分析，对外形轮廓模线的提取提出了切割增厚法和草图线面结合法，对建立工艺余量数模提出简单做法。通过这些方法，实现了复杂机加件模线的准确快捷设计。

摘要： 模线样板作为零件检验、零件下料、模胎加工划线等依据，在飞机设计和制造过程中，起着极其重的作用。本文对模线外形的曲面展开提出了边界拟合曲面法并进行了误差分析，对外形轮廓模线的提取提出了切割增厚法和草图线面结合法，对建立工艺余量数模提出简单做法。通过这些方法，实现了复杂机加件模线的准确快捷设计。

摘要： 船体局部曲面优化神经网络建模方法及船体局部曲面优化方法，涉及船舶设计领域。针对现有的代理模型中往往需要输入大量的初始样本数据的问题，本发明提供的技术方案为：包括：在待优化船体中选择多个控制点；改变控制点的坐标，得到新的控制点，对应多个船型，作为样本数据；获取水动力特性值构建BP神经网络模型；采集通过BP神经网络模型计算的船舶水动力特性值、CFD技术获取的该组控制点坐标对应的船舶水动力特性值的差值作为误差值；建立Kriging模型，误差值作为输出数据；将误差值和输出的数据之和作为判定数据；判断，若判定数据满足预设要求，则结合BP神经网络模型和Kriging模型，将判定数据作为输出数据，训练完成。适合在船体曲面设计的工作中应用。

摘要： 本发明涉及一种适用多种连续曲面类型的单元结构曲面阵列铺设建模方法，可方便实现在旋转体曲面上铺设结构材料单元结构阵列，保证单元结构不变形，周期间隔稳定，铺设范围大，很适合不可展曲面的铺设需求，且建模过程不需进行布尔操作，不需进行平面到曲面的包裹计算，铺设速度非常快，1000多个单元，仅需几秒钟即可完成。满足单元形变微弱、周期间隔保持较一致、适应曲面类型广泛的、能够在连续曲面铺设单元阵列。

摘要： 本发明提供一种基于曲面族包络原理的高次曲面参数化建模方法，其高次曲面参数化建模方法的步骤是：S1、分析简单曲面及其数学表示方法；S2.确定单参数运动状态下单参数曲面族表示方法；S3、分析单参数曲面族的包络(面)存在的充要条件；S4、高次曲面数学建模；S41.坐标系建立；S42.砂轮廓形方程；S43.砂轮相对于推力轴承逆时针旋转形成的曲面族方程，当砂轮采用直母线砂轮磨削时，建立高次曲面数学模型。本发明采用解析法中的微分几何方法来表示高次曲面瓦推力轴承的高次曲面的共轭曲面参数，将高次曲面的空间图形给以展示。

摘要： 本发明涉及一种人体曲面建模方法、建模装置及建模系统，先构建给定区域对应的静态三维栅格地图，并获取扫描路径。然后基于扫描路径和静态三维栅格地图确定运动路径，并控制机器人沿运动路径运动，在机器人的运动过程中控制扫描模块对人体进行SLAM三维激光扫描，得到人体扫描信息，基于人体扫描信息获得人体点云数据。最后根据人体点云数据进行人体曲面建模，得到人体模型。本发明能够实时确定机器人的运动路径，更好的完成人体点云数据的采集过程，在一定程度上降低有水环境对人体点云数据采集的影响，能够获得质量更好的人体点云数据，基于这一人体点云数据所进行的人体曲面建模过程更加稳定，得到的人体模型更好。

摘要： 本发明提供一种基于曲面论和优化控制理论的曲面建模方法，包括：采集等高线高程值和已知离散点高程值；根据所述等高线高程值和已知离散点高程值计算原始模拟区域中未采样网格点的高程值上下界，得到所述原始模拟区域中所有网格点的高程值上下界；用所述原始模拟区域中所有网格点的高程值上下界作为约束方程建立第一不等式约束方程组；根据得到的网格点的高程值计算所述原始模拟区域中每个网格点的第一类基本量和第二类基本量，并结合高斯方程以及第一不等式约束方程组建立地形曲面的差分微分方程；利用迭代算法解算该差分微分方程，当相邻两次曲面数据的差值满足精度要求时，停止迭代，输出地形曲面数据，从而得到高精度的数字地形模型。

摘要： 本申请涉及电数字数据处理技术领域，提供了一种时空协同的高精度曲面建模方法和系统。该方法包括：对t时刻目标区域的生态环境要素曲面的偏微分方程组进行有限差分离散，得到第一离散方程组；对目标区域内点（x，y）处生态环境要素随时间t变化曲线的偏微分方程组进行有限差分离散，得到第二离散方程组；基于第一离散方程组和第二离散方程组，确定时空协同的高精度曲面建模有限差分方程组；将目标区域内预先获取的待模拟生态环境要素的观测数据和预先获取的待模拟生态环境要素的初始曲面输入到时空协同的高精度曲面建模有限差分方程组进行迭代求解，得到生态环境要素模拟结果，如此，提高了生态环境要素模拟结果的精度。

摘要： 本发明涉及一种人体曲面建模方法、建模装置及建模系统，先构建给定区域对应的静态三维栅格地图，并获取扫描路径。然后基于扫描路径和静态三维栅格地图确定运动路径，并控制机器人沿运动路径运动，在机器人的运动过程中控制扫描模块对人体进行SLAM三维激光扫描，得到人体扫描信息，基于人体扫描信息获得人体点云数据。最后根据人体点云数据进行人体曲面建模，得到人体模型。本发明能够实时确定机器人的运动路径，更好的完成人体点云数据的采集过程，在一定程度上降低有水环境对人体点云数据采集的影响，能够获得质量更好的人体点云数据，基于这一人体点云数据所进行的人体曲面建模过程更加稳定，得到的人体模型更好。

摘要： 本发明是一种利用三维物体的空间曲面采样点对空间曲面建模的方法，对三维物体的空间曲面进行采样，得到并将栅格化空间曲面数据精度信息生成建模所需的精度信息文件；实时读取计算数据文件和精度信息文件中的计算区域并进行模拟，并建立模拟方程；对各分组内三维物体的空间曲面建立含有计算数据文件、数据精度信息和精度信息文件的计算单元；将模拟区域中经过处理后的栅格数据划分组为相互独立的计算单元，并以这些计算单元为基础对数据精度信息、计算数据文件和精度信息文件进行实时读取、逐次计算，并实时输出并存储，直至获得最终的模拟结果数据文件及模拟结果精度信息文件，实现对三维物体的空间曲面的模拟。

摘要： 本发明提供一种基于曲面论和优化控制理论的曲面建模方法，包括：采集等高线高程值和已知离散点高程值；根据所述等高线高程值和已知离散点高程值计算原始模拟区域中未采样网格点的高程值上下界，得到所述原始模拟区域中所有网格点的高程值上下界；用所述原始模拟区域中所有网格点的高程值上下界作为约束方程建立第一不等式约束方程组；根据得到的网格点的高程值计算所述原始模拟区域中每个网格点的第一类基本量和第二类基本量，并结合高斯方程以及第一不等式约束方程组建立地形曲面的差分微分方程；利用迭代算法解算该差分微分方程，当相邻两次曲面数据的差值满足精度要求时，停止迭代，输出地形曲面数据，从而得到高精度的数字地形模型。

摘要： 本发明涉及曲面建模技术领域，具体涉及一种基于可视点和RBF插值的悬垂曲面建模方法。该方法包括：获取悬垂曲面建模的覆盖元素和基准平面，对覆盖元素和基准平面进行网格划分，得到三维场景网格模型；提取悬垂方向下三维场景网格模型中的可视顶点，将可视点作为悬垂曲面建模的输入参数；利用RBF插值算法计算悬垂曲面的拟合方程，根据悬垂曲面建模的输入参数，拟合悬垂曲面。本发明采用三维场景可视点作为悬垂曲面建模输入，可以尽可能保留目标曲面的局部特征，并利用RBF插值算法计算目标曲面方程，得到平滑的输出结果，无需进行二次平滑操作，能够一次性创建出效果较好的平滑悬垂曲面。