一、Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略（论文文献综述）
管官[1]（2013）在《主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法研究》文中研究指明船舶设计与建造的质量决定了船舶安全性、经济性和功能性等性能,船舶设计与建造的效率是影响船舶开发周期的关键。面对船舶的日趋多样化和复杂化,船东需求不断提高,企业竞争不断加剧,传统的船舶CAD/CAM技术已经不能完全满足先进设计制造与现代造船市场发展的要求,在国际造船市场竞争中,各船舶企业必须提高船舶开发效率,缩短开发周期,保证设计与建造的质量,降低成本以取得竞争优势。随着计算机技术的发展,数字化造船已经成为船舶工业的研究热点,为船舶设计制造领域带来了新的发展模式与技术支持,成为造船企业利用数字化技术支持和促进“设计、建造一体化”现代造船模式发展的数字化平台。数字化造船的实施,已成为造船企业提高核心竞争力的重要手段。应用数字化技术提高船舶设计效率和建造质量,缩短船舶开发周期,是本文研究的出发点。数字化造船贯穿整个造船全生命周期,涉及范畴广泛,本文针对我国目前船舶行业的具体情况和发展需要,以实现船舶快速设计制造为目标,以减少工时、提高设备使用效率、增大经济效益为具体要求,重点研究主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法。具体研究内容如下：对于主船体数字化三维设计,船体曲面设计是基础。为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了船型具体的设计参数,提出了利用能量优化法,以船体曲线曲面的曲率平方和最小为目标函数,求解基于NURBS表达的船体曲面光顺设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下,调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。建立的船体曲面可用于分舱和结构设计。在船体曲面的基础上进行分舱设计,提出了一种自顶向下的船体参数化分舱方法,利用舱壁位置参数以及内壳的折点位置参数驱动生成分舱理论面,再用分舱理论面切割主船体,利用非流形造型技术及其集合运算生成舱室实体模型,再将分舱约束要求与舱室模型相链接,以约束知识指导分舱方案优化修正,进而获得满足全部约束的分舱方案并计算舱容要素。该方法降低了舱室定义阶段的复杂性,直观地体现出设计思想,能快速实现船舶分舱及舱容计算。以建立的船体曲面及舱室模型为结构设计背景,提出了基于知识的船体结构快速设计方法,引入船体结构知识本体的概念,将知识工程原理和参数化技术相结合,建立了船体结构设计知识库,实现船体结构三维快速优化设计。设计中结构构件位置通过位置参数驱动生成,构件尺寸通过规范推理法和实例推理法获得,对主要结构采用量子行为遗传算法进行优化。该方法将设计知识嵌入到船体结构知识本体中,既有助于设计知识的保留和再利用,又能实现对设计结果的自动检查,进而快速获得合理的船体结构。建立的三维结构模型可作为面向全生命周期的船舶数字模型,精度造船阶段也可使用。在船体数字模型的基础上,研究基于3D模型的数字化精度造船关键技术,主要研究了船体分段快速测量分析技术和快速模拟搭载技术。分段测量分析是精度造船的重要环节。使用全站仪可以快速、方便、准确地获得船体分段建造数据,在计算机3D可视化环境中将测量点集与3D模型的对应设计点集进行匹配对比,是数字化精度造船所采用的分段测量分析模式。本文利用主元分析（PCA）法对测量点集进行粗匹配,利用搜索最近点法确定对应点对,再利用欧拉理论对测量点集进行平移和旋转,使分段测量点集与设计点集匹配最优。该方法无需明确测量点与设计点的对应关系,能自动快速匹配二者,给出船体分段建造精度分析结果,为后续快速模拟搭载提供了依据。快速模拟搭载方面,提出了自动快速获得搭载分段最佳搭载定位位置的算法。该算法利用权值向量实现对不同方向上精度要求的误差分配,利用多目标优化法,把水平度、垂直度、平面度等相关搭载工程约束引入到优化目标函数中,然后求解非线性多目标优化模型进而得出分段最佳定位结果,给出最合理的搭载方案。该定位结果有助于搭载施工,缩短了搭载时间。综上所述,本文以数字化造船中的主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法为主要研究内容,给出了基于数字化技术的船型设计、分舱设计、结构设计、测量分析和模拟搭载的实现方法,期望该研究有助于数字化快速造船理论的研究进展,有助于缩短船舶开发周期,有助于提高造船生产质量与效率,有助于实际工程应用的进展。
董炳军[2]（2007）在《三维曲面构造及编辑技术的研究与软件开发》文中研究表明随着产品几何外形的复杂化，产品中所包含的复杂曲面越来越多，使曲面造型模块在CAD／CAM系统中的地位越来越高。JHSolid是利用国外造型内核Parasolid开发的具有国内自主知识产权的三维CAD造型系统，它在实体造型方面体现出了简单易用的风格，但目前还不具备曲面造型的能力。本课题旨在弥补JHSolid在曲面造型方面的不足，对一些当今流行的曲面造型功能进行了试探性开发，为后期的软件升级做准备。曲面造型在三维CAD领域是一个难点，涉及的知识领域包括计算机辅助几何的数学理论、计算机图形学、软件开发方法等。前期的准备工作包括相关理论以及软件开方法的学习，Parasolid造型内核、OpenGL图形工具的使用以及对JHSolid系统框架的熟悉。在完成了这些前期准备工作的基础上，实现了三个方面的曲面造型功能：自由曲面造型、扫描与放样和曲面编辑。自由曲面造型部分采用了B-样条曲面表达法，B-样条曲面的很多优良特性使得它到现在仍然是自由曲面造型的主要工具。本课题实现了B-样条曲面的构建、曲面变形以及相关的节点增加等技术，重点解决了操作点阵的输入问题。扫描与放样部分实现的功能有拉伸、旋转、扫描与放样，提出了一种放样的节点匹配算法。该部分还探讨了扫描与放样的理论背景，并且对Parasolid中扫描与放样的结果进行了归纳。曲面编辑部分实现的功能有曲面裁剪、曲面连接、曲面偏移、曲面延伸、曲面剖切等，其中曲面连接部分实现了曲面的缝合、拼接与混合，曲面编辑部分不仅实现了曲面的编辑，同时还实现了曲面对实体的编辑。三个部分的功能都通过了初步的测试，验证了方法的可行性。
刚建华[3]（2006）在《基于ACIS的组合夹具CAD系统体系结构的研究》文中指出CAD技术是制造业的核心技术,大力发展自主CAD系统是我国制造业信息化发展道路中的重中之重。CAD系统的开发伴随着计算机软硬件技术的高速发展向着更高、更深层次方向发展。基于CAD几何造型引擎进行的CAD系统开发与基于某个通用CAD系统的二次开发和完全从底层做起的开发方式相比,具有开发周期短、见效快、系统稳定性好、功能强的特点,是符合市场经济机制和合理分工原则,是迅速提高国内CAD系统技术水平和市场占有率的有效方式。本文对当今国际上比较成功的三维几何造型引擎ACIS进行详细讨论和分析的基础上,基于面向对象技术和组件技术的思想,针对开发基于ACIS的自主三维CAD系统的需求,对ACIS的实体造型技术和组合夹具CAD系统的实现进行了研究,本文的主要内容包括:详细介绍了ACIS的基本内容,包括它的形成,开发特点,数据结构,ACISMFC以及ACIS类的层次定义。对比分析了国内外组合夹具CAD系统的研究现状,实现了组合夹具CAD系统的总体结构设计,遵循“软件工程”的思想,对系统进行了统一的规划,把庞大的系统设计分成若干子类,独立开发,缩短了系统的开发周期,提高了系统的兼容性和稳定性。采用基于窗口和面向对象的设计方法设计了良好的用户界面,使人机对话变得更加直观,操作更加简捷。利用ACIS提供的丰富完备的类库和函数库,实现了线框模型、曲面模型、实体模型的构造和操作。作为组合夹具CAD系统的进一步应用,在对国内外组合夹具CAD技术的研究现状进行分析的基础上,针对槽系组合夹具的设计特点,实现了组合夹具元件的参数化设计。
陈长青[4]（2006）在《数控雕刻编程技术研究与软件开发》文中研究说明随着雕刻技术的发展,迫切需要研究数控雕刻编程技术,进行雕刻编程软件的开发,以解决雕刻产品的数控加工。本文对数控雕刻编程技术展开研究,设计实现了相应的加工刀具轨迹生成算法。论文的主要工作如下:设计了一种由位图图像生成浮雕的方法,根据图像的灰度信息生成基于矩形拓扑网格表示的浮雕模型。在此基础上,设计实现了基于位图浮雕的刀具轨迹生成算法。研究了平面封闭轮廓之间关系的判断方法,实现了加工区域的识别。在此基础上,研究实现了平面轮廓切割、嵌套切割、环切加工刀具轨迹的规划与生成算法。基于上述研究工作,开发了数控雕刻编程软件原型。进行了多个雕刻模型的加工试验,结果表明该软件原型的功能可以满足雕刻加工的需要。
段卫垠,王启富,周济[5]（1992）在《Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略》文中认为本文根据五种造型法则:平行扫法则、回转扫法则、箱体法则、异形体法则和曲面立体法则的离散化原理,提出了Sweeping体的拓扑结构的生成方法。讨论了离散化多面体边界的几何属性码和CSG-索引方法,以及基于这种几何属性码和CSG-索引的精确B-Rep反算策略。
段卫垠,周济,余俊[6]（1992）在《多面体环分解算法原理》文中指出本文着重阐述了环分解算法的三个主要步骤:（1）A体至从体的一致性映射过程。（2）交线边的计算及分类过程。（3）简单环分解和复杂环分解的计算过程。最后总结了该算法在FSMTS中的应用情况和实验结论。
二、Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略（论文提纲范文）
（1）主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 图表目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.1.1 数字化造船的涵义 |
| 1.1.2 选题的必要性 |
| 1.1.3 选题的可行性 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数字化造船 |
| 1.2.2 船舶快速设计研究 |
| 1.2.3 精度造船研究 |
| 1.3 论文研究目标与内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 基于能量优化法的船型快速设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基础知识 |
| 2.2.1 利用NURBS构造船体组合曲线 |
| 2.2.2 基于单一NURBS函数的船体曲面表达 |
| 2.2.3 能量优化法造型的基本原理 |
| 2.2.4 船体曲线曲面光顺判定准则 |
| 2.2.5 优化方法 |
| 2.3 设计方法及过程 |
| 2.3.1 设计参数的确定 |
| 2.3.2 纵向特征线的设计 |
| 2.3.3 横剖线的生成 |
| 2.3.4 船体曲面的生成 |
| 2.3.5 设计步骤 |
| 2.4 设计结果分析 |
| 2.4.1 设计实例 |
| 2.4.2 方法分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 主船体快速分舱 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分舱理论面及其参数化实现 |
| 3.2.1 分舱理论面概念及其分类 |
| 3.2.2 参数化分舱约束 |
| 3.2.3 第1类分舱理论面 |
| 3.2.4 第2类分舱理论面 |
| 3.2.5 第3类分舱理论面 |
| 3.3 非流形造型及其集合运算 |
| 3.3.1 非流形造型 |
| 3.3.2 非流形造型集合运算 |
| 3.3.3 非流形造型在船舶分舱上的应用 |
| 3.4 舱室实体建模 |
| 3.5 约束管理 |
| 3.5.1 约束表达 |
| 3.5.2 约束链接模型 |
| 3.5.3 数学模型表达 |
| 3.5.4 约束冲突 |
| 3.6 分舱流程 |
| 3.7 设计结果分析 |
| 3.7.1 设计实例 |
| 3.7.2 方法分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 知识驱动船体结构快速设计及优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本原理 |
| 4.2.1 知识工程 |
| 4.2.2 知识本体 |
| 4.3 知识库的建立 |
| 4.3.1 船体结构构件库 |
| 4.3.2 规则库 |
| 4.4 基于知识的船体结构设计 |
| 4.5 设计实例 |
| 4.5.1 构件位置确定 |
| 4.5.2 规范推理法 |
| 4.5.3 实例推理法 |
| 4.5.4 基于知识的船体结构尺寸优化 |
| 4.5.5 结果对比与讨论 |
| 4.5.6 设计结果三维模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于3D模型的船体分段快速测量分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船体分段测量点集自动匹配方法 |
| 5.3 自动匹配的两类数学模型 |
| 5.3.1 基于PCA的粗匹配数学模型 |
| 5.3.2 基于欧拉旋转矩阵的精匹配数学模型 |
| 5.4 求解算法与实例分析 |
| 5.4.1 求解算法 |
| 5.4.2 底边舱分段实例分析 |
| 5.4.3 双层底分段实例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 船舶快速模拟搭载分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模拟搭载匹配算法 |
| 6.3 模拟搭载匹配的两类优化模型 |
| 6.3.1 预匹配优化模型 |
| 6.3.2 非线性多目标优化模型 |
| 6.4 常见船舶搭载工程约束的数学表达 |
| 6.4.1 水平度 |
| 6.4.2 垂直度 |
| 6.4.3 硬约束 |
| 6.5 求解算法与实例分析 |
| 6.5.1 求解算法 |
| 6.5.2 标准测试实例分析 |
| 6.5.3 船舶搭载工程应用实例分析 |
| 6.6 模拟搭载定位方案评定标准 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）三维曲面构造及编辑技术的研究与软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 曲面造型技术的应用 |
| 1.2 曲面造型技术的发展历程及现状 |
| 1.2.1 曲线曲面理论的发展 |
| 1.2.2 三维CAD的发展简介 |
| 1.2.3 国外几种CAD/CAM系统的曲面造型功能的介绍 |
| 1.3 国内三维CAD和曲面造型技术的发展 |
| 1.3.1 国内三维CAD的发展 |
| 1.3.2 国内三维CAD现状以及在曲面造型方面的成果 |
| 1.4 课题意义与基本任务 |
| 2 理论基础与开发环境 |
| 2.1 B-样条曲线理论简介 |
| 2.1.1 B-样条曲线递推定义 |
| 2.1.2 B-样条曲线的反算 |
| 2.2 形体的边界表示模型 |
| 2.3 三维矩阵变换 |
| 2.4 开发环境 |
| 2.4.1 JHSolid系统 |
| 2.4.2 Parasolid |
| 2.4.3 OpenGL |
| 3.3 开发工具与功能设计 |
| 3.3.1 系统的数据维护 |
| 3.3.2 曲面造型功能的设计 |
| 3 自由曲面造型 |
| 3.1 张量积曲面与B-样条曲面的正反算 |
| 3.1.1 张量积曲面 |
| 3.1.2 B-样条曲面的正算 |
| 3.1.3 B-样条曲面的反算 |
| 3.2 操作流程的设计 |
| 3.3 初始数据的获取 |
| 3.3.1 读数据文件 |
| 3.3.2 标准曲面数据的构造 |
| 3.3.3 操作已存在的曲面 |
| 3.4 参数对造型结果的影响 |
| 3.4.1 点阵、次数与节点矢量 |
| 3.4.2 封闭的B-样条曲面 |
| 3.4.3 边界条件 |
| 3.5 曲面变形 |
| 3.5.1 变换矩阵的构造 |
| 3.5.2 插入节点 |
| 4 扫描与放样 |
| 4.1 扫描 |
| 4.2 放样 |
| 4.2.1 单个截面曲线的处理 |
| 4.2.2 截面曲线间的处理 |
| 4.3 扫描与放样的理论背景 |
| 4.4 对Parasolid中扫描与放样结果的归纳 |
| 5 曲面编辑 |
| 5.1 曲面编辑工程实现概述 |
| 5.1.1 实体的选择 |
| 5.1.2 实体的移动 |
| 5.1.3 编辑参数的选定 |
| 5.2 曲面裁剪 |
| 5.3 曲面连接 |
| 5.3.1 曲面缝合 |
| 5.3.2 曲面拼接 |
| 5.3.3 曲面混合 |
| 5.4 曲面延伸 |
| 5.5 曲面偏移 |
| 5.6 曲面剖切 |
| 5.7 曲面加厚 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）基于ACIS的组合夹具CAD系统体系结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1-1 CAD 技术的发展历程 |
| 1-1-1 引言 |
| 1-1-2 CAD 技术发展回顾 |
| 1-1-3 我国CAD 技术发展回顾 |
| 1-2 CAD 技术发展趋势 |
| 1-2-1 标准化 |
| 1-2-2 开放式 |
| 1-2-3 集成化 |
| 1-2-4 智能化 |
| 1-2-5 变量化 |
| 1-2-6 三维化 |
| 1-2-7 网络化 |
| 1-3 论文选题背景及内容 |
| 第二章 ACIS 介绍 |
| 2-1 ACIS 的发展历程 |
| 2-1-1 CAD 系统的开发方式 |
| 2-1-2 通用几何开发平台的发展历程 |
| 2-1-3 第三代通用几何开发平台的特点 |
| 2-1-4 ACIS 的发展历程 |
| 2-2 ACIS 概述 |
| 2-2-1 ACIS 的特点 |
| 2-2-2 ACIS 的主要功能 |
| 2-2-3 ACIS 的数据结构 |
| 2-3 开发接口 |
| 2-3-1 面向对象的开发 |
| 2-3-2 ACIS 开发接口 |
| 2-4 AMFC 简介 |
| 2-5 本章小结 |
| 第三章 组合夹具 CAD 系统的总体设计 |
| 3-1 主要设计思想 |
| 3-2 系统的类结构层次 |
| 3-3 系统的总体结构设计 |
| 3-4 本章小结 |
| 第四章 系统界面设计 |
| 4-1 界面设计原则与设计思想 |
| 4-2 基于窗口和面向对象的界面设计 |
| 4-3 组合夹具CAD 系统的用户界面 |
| 4-4 用户界面的实现技术 |
| 4-5 本章小结 |
| 第五章 系统功能实现 |
| 5-1 模型构造 |
| 5-1-1 线框模型 |
| 5-1-2 曲面模型 |
| 5-1-3 实体模型 |
| 5-2 模型操作 |
| 5-2-1 线框模型 |
| 5-2-2 曲面模型操作 |
| 5-2-3 实体模型操作 |
| 5-3 本章小节 |
| 第六章 组合夹具 CAD 系统的应用—组合夹具元件的参数化设计 |
| 6-1 组合夹具CAD 的研究现状 |
| 6-2 组合夹具CAD 的研究动向 |
| 6-3 组合夹具CAD 系统的设计目标 |
| 6-4 开发环境和工具的选择 |
| 6-4-1 Access 数据库管理系统 |
| 6-4-2 ODBC 简介 |
| 6-5 组合夹具元件的参数化设计 |
| 6-5-1 组合夹具元件的分类 |
| 6-5-2 组合夹具元件的参数化设计 |
| 6-5-3 示例 |
| 6-6 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7-1 论文总结 |
| 7-2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所取得的相关成果 |
（4）数控雕刻编程技术研究与软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 雕刻技术概况 |
| 1.2 数控雕刻软件现状 |
| 1.3 论文选题背景 |
| 1.4 论文内容安排 |
| 第二章 位图浮雕的生成及加工实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 位图文件的结构 |
| 2.3 浮雕模型的生成 |
| 2.4 基于浮雕模型的加工刀具轨迹生成 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于ACIS 轮廓加工编程技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ACIS 概述 |
| 3.3 环与环的布尔运算 |
| 3.4 轮廓加工的刀具轨迹生成 |
| 3.5 嵌套切割的编程技术研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 平面区域环切加工编程技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 加工区域的识别 |
| 4.3 环切加工的刀具轨迹生成 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 雕刻软件的系统架构与实现 |
| 5.1 雕刻软件的体系结构 |
| 5.2 雕刻软件的功能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
四、Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略（论文参考文献）
- [1]主船体数字化设计与分段测量数据匹配方法研究[D]. 管官. 大连理工大学, 2013(05)
- [2]三维曲面构造及编辑技术的研究与软件开发[D]. 董炳军. 大连理工大学, 2007(05)
- [3]基于ACIS的组合夹具CAD系统体系结构的研究[D]. 刚建华. 河北工业大学, 2006(06)
- [4]数控雕刻编程技术研究与软件开发[D]. 陈长青. 南京航空航天大学, 2006(11)
- [5]Sweeping体的拓扑结构与精确B-Rep反算策略[J]. 段卫垠,王启富,周济. 计算机辅助设计与图形学学报, 1992(04)
- [6]多面体环分解算法原理[J]. 段卫垠,周济,余俊. 计算机辅助设计与图形学学报, 1992(04)