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原文传递 T样条曲面造型技术的研究

论文题名：	T样条曲面造型技术的研究
关键词：	车身外形;T样条曲面;B样条曲面;造型技术;计算机辅助几何设计
摘要：	曲面造型一直是产品设计过程中的首要问题，但B样条曲面造型技术越来越满足不了设计者的实际设计要求，例如在曲面细分、曲面拼接、曲面合并、曲面裁剪这些方面。利用T样条曲面可以对B样条曲面中的这些老问题进行改进，但同时也会带来一些新问题。本文就基于对T样条曲面的更深入研究，对现有的B样条曲面和T样条曲面造型技术进行改进，并提出了一些在曲面造型中简便实用的新方法，主要研究内容和成果如下：　　在曲面细分方面，提出了一种全行列T样条曲面上的局部均匀细分法，克服了T样条曲面过于灵活的局部细分对曲面仿射不变性的负面影响。这种曲面细分法通过约束初始T网格的规范性和细分过程中的局部细分法，使局部细分后的曲面始终为一张规范T样条曲面，从而方便曲面造型设计。　　在曲面拼接方面，提出了基于边界T网格匹配的T样条曲面拼接法，摆脱了B样条曲面在混合拼接时的节点坐标系束缚，使曲面间的混合拼接更加方便。针对边界不一致条件下相邻B样条曲面间的混合拼接问题，还提出了基于局部行细分和组合细分的T样条曲面拼接法，使得拼接后的组合曲面更加精简。通过在局部细分时引入规范单向T网格，还使得混合拼接后的T样条曲面始终为便于造型的规范T样条曲面。　　在曲面合并方面，利用组合细分来解决B样条曲面在水平与垂直边界上同时不一致时的全边界合并问题，克服了现有T样条曲面合并法在处理B样条曲面全边界合并时的缺憾，从而使T样条曲面合并法更加实用。为解决相邻B样条曲面在混合边界上无法合并的问题，还提出了一种基于多边T样条曲面的合并法，更加方便了合并后曲面的定义与变形修改。　　在曲面裁剪方面，提出了基于多边T样条曲面的几何裁剪法，解决了现有B样条曲面和T样条曲面几何裁剪法在处理多边等参矩形域时的不足之处。这种裁剪法只利用局部细分来划分裁剪域，不仅方法简单，而且裁剪后的曲面中没有难以处理的奇点。为了在几何裁剪后也直接得到便于造型的规范多边T样条曲面，还提出了基于全行列细分和组合细分的多边T样条曲面裁剪法。　　以上提出的这些新方法不仅对CAGD中的曲面造型理论有所创新，而且还以车身外形为例进行了验证，解决了B样条曲面和T样条曲面在车身设计时的一些不足之处，进一步提高设计者的工作效率。
作者：	薛翔
专业：	机械工程(制造信息化技术)
导师：	周来水
授予学位：	博士
授予学位单位：	南京航空航天大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文