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谈造型CAD在越南渔船型线设计与稳性计算中运用

收藏本文 2024-03-26 点赞:6600 浏览:19867 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:曲线曲面造型技术是CAGD中最活跃最关键的学科分支之一。在船舶、飞机、汽车等计算机辅助外形设计中,对产品的光顺性有很高要求。光顺概念来源于工程实践,蕴涵着丰富的内容,涉及到数学、物理学、美学以及心理学等许多领域。光顺涉及到几何外形的美观性,具有光滑、顺眼两方面含义。判断曲线曲面光顺与否及光顺程度,往往依赖于设计人员的工程经验,有一定的主观色彩。所以,应以数学和物理学等的角度,探讨光顺不足,确定光顺准则,将光顺不足转化为具有严格作用的数学不足。由此曲线曲面的光顺处理成为CAD/CAM中非常重要的一个不足,国内外许多学者对曲线曲面的光顺不足进行了大量探讨。船体曲面比较复杂,在实际运用中,实现船体曲面的数学描述非常重要。船体曲面的数学描述有着很大的优越性,如放样精确,求值(型线、肋骨线、结构线、接缝线等)方便,也是后面船体结构设计,工程浅析,建造的依据,是实现智能设计、虚拟建造的先决条件。所以,用NURBS技术作为数学工具,对船体曲面进行表达、插值和光顺处理是本论文的主要探讨内容之一。本论文根据船体型值表的数据,用NURBS曲面来描述完整船体曲面,对插值曲面边界条件构造及节点矢量计算进行了探讨,实现了船体曲线曲面的NURBS表达。根据曲线曲面的性质,以弹性样条和弹性薄片体的能量为物理模型,构造曲线曲面的光顺算法模型。对船体曲线曲面进行了光顺处理,得到满意的结果。用曲线的曲率图评价曲线的光顺性,用高亮线模型对曲面进行光顺性浅析。在曲线曲面光顺算法中,对边界条件的制约也进行了探讨。在船体曲面造型设计中,常用到曲面与平面的求交运算。根据投影变换原理,给出一种曲面与平面求交的新算法,算法原理简洁直观,计算稳定。并在本论文得到成功运用和检验。在船体曲面NURBS表达完成后,使基于船体曲面的三维设计得以实现。探讨了三维空间计算机辅助船舶设计策略,对船体外板排列及展开、船体舱室划分及计算、船体内部构件的参数化特点造型等在三维可视环境下进行虚拟设计。基于三维的设计较之传统的二维设计策略具有无法比拟的优越性。本论文以AutoCAD的VBA为开发环境,以AutoLisp为编程语言,完成上面的探讨工作。并且,对特点类定义,约束联系引入,图形数据库和外部数据库联接与管理等也进行了探讨。关键词:船体曲线曲面造型论文计算机辅助船舶设计论文参数化特点造型论文非均匀有理B样条论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-15

    1.1 论文背景11-13

    1.2 本论文主要探讨内容13-15

    第2章 NURBS曲线曲面的表达和插值算法15-41

    2.1 基本论述曲线15-19

    2.2 曲面的基本论述19-26

    2.3 贝塞尔曲线和曲面26-30

    2.3.1 Bernstein多项式26

    2.3.2 贝塞尔曲线26-28

    2.3.3 贝塞尔曲面28

    2.3.4 连续性条件28-30

    2.4 样条曲线和曲面30-37

    2.4.1 插入节点32-33

    2.4.2 节点删除33-36

    2.4.3 NURBS36-37

    2.5 用NURBS表示实际的船体曲线曲面37-41

    第3章 船舶B样条曲面41-81

    3.1 规则的可展曲面41-48

    3.1.1 规则曲面41-42

    3.1.2 可展曲面(规则曲面的一种)42-43

    3.1.3 可展曲面-平面集合的包络43-46

    3.1.4 高斯曲率46-48

    3.2 介绍和综述48-49

    3.2.1 可展贝塞尔曲线条48-49

    3.2.2 点和面的二元性49

    3.2.3 非线性表示49

    3.2.4 进展49

    3.3 平行平面准线的B样条可展曲面49-55

    3.3.1 算法55

    3.4 带有3D准线的可展曲面55-68

    3.4.1 可展贝塞尔曲面55-61

    3.4.2 B样条曲线的可展曲面61-64

    3.4.3 可展曲面的精度64-65

    3.4.4 平面约束的可展曲面65-66

    3.4.5 可展平面进行退化66-68

    3.5 将可展曲面展为平面68-71

    3.6 曲面光顺算例71-81

    3.6.1 介绍71-74

    3.6.2 曲线光顺74-75

    3.6.3. 船体光顺75-79

    3.6.4 结论79-81

    第4章 船舶现代数字型线设计策略81-101

    4.1 线形的数学设计81-86

    4.1.1 纵向函数法82-86

    4.2 母型船改造法86-94

    4.2.1 主尺度变换86

    4.2.2 横剖面积曲线变换86-91

    4.2.3 船肿剖面的变换91-94

    4.3 3D设计策略及实例94-101

    4.3.1 介绍94

    4.3.2 探讨成果94-101

    第5章 软件系统开发101-134

    5.1 AutoLISP101-102

    5.1.1 关于AutoLISP程序的编写和利用101-102

    5.1.2 AutoLISP程序文件的自动加载102

    5.2 AutoCAD VBA102-103

    5.3 AutoCAD二次开发以设计船舶型线和检查稳性103-118

    5.3.1 程序流程图如图5.1所示103-105

    5.3.2 利用说明105-118

    5.4 重要程序代码118-134

    结论134-135

    致谢135-136

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