[发明专利]一种百页轮参数化建模方法

权利要求书

1.一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：测量百页轮的基体大小、砂带片尺寸与数量，建立百页轮几何模型；

步骤二：用三维超景深显微仪对百页轮砂带片的表面形貌进行采集，获取实际百页轮砂带片的表面的磨粒大小、出刃高度和磨粒分布间距；

步骤三：基于测量的磨粒的尺寸区间，建立相应大小的正六面体基体，对利用随机平面对正六面体基体进行切割，建立若干形状不规则的多面体磨粒模型；

步骤四：创建虚拟轴线，使磨粒绕其旋转任意角，变换磨粒的初始位姿；

步骤五：根据步骤二中获得的磨粒在不同方向上的间距，将百页轮几何模型的砂带片的外表面划分为若干四边形虚拟格子；

步骤六：将多面体磨粒模型的中心落在虚拟格子的格点上，继续调整多面体磨粒模型的中心位置，使磨粒在四边形的虚拟格子的格点上随机任意移动，模拟随机分布；

步骤七：根据实际磨粒的出刃高度，移动磨粒在砂带片的外表面的突出高度使其满足条件，完成百页轮模型的建立；

步骤八：编写GUI插件，调用GUI插件生成百页轮模型的输入界面，在GUI界面输入相关的参数，自动生成基于磨粒微观形貌的百页轮模型。

2.根据权利要求1所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，步骤一中，通过测量百页轮各部分的几何尺寸，建立带有中心孔内径为d、外径为D、高为h的百页轮基体，并将n片宽度为b的砂带片均匀分布在基体的外围。

3.根据权利要求1所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，步骤二中，所述磨粒大小根据磨粒粒度计算得到，磨粒大小包括磨粒粒径的最小值和最大值，所述磨粒的分布间距包括宽度方向的横向平均间距和长度方向的纵向平均间距。

4.根据权利要求3所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，步骤二中，磨粒粒径的最小值和最大值计算方式如下：

通过超景深显微仪采集百页轮砂带片的表面形貌，观察磨粒的形状，磨粒的尺寸通过磨粒的粒度获取，相同粒度的磨粒表示其尺寸位于同一区间内，其直径d_g的分布符合高斯正态分布，函数形式如式：

公式(1)中，A为经验系数；μ为正态分布均值；σ为正态分布方差；d_min为磨粒粒径的最小值；d_max为磨粒粒径的最大值。通过查询我们所需的粒度值，即可得到磨粒尺寸分布区间。

5.根据权利要求,4所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，步骤三中，磨粒建模主要分为以下四个步骤：

(1)首先建立边长为d_max的正六面体基体；

(2)以正六面体基体的中心为球心建立直径为d_min的虚拟球体；

(3)在虚拟球体的表面随机选取N个点；

(4)用这虚拟球体的N个点位置的切平面对正六面体基体进行切割，保留包含球心的部分；由此得到最小直径为d_min，最大直径为d_max的位于其粒度对应尺寸区间的磨粒。

6.根据权利要求5所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，磨粒建模过程中在虚拟球体的表面选取点数N范围为5-12。

7.根据权利要求5所述的一种百页轮参数化建模方法，其特征在于，步骤四中，变换磨粒的初始位姿方法如下：

首先定义正六面体基体的中心为磨粒的中心，然后将多面体磨粒模型的中心坐标进行随机变换来实现磨粒的位姿在x向、y向、z向位置的调整，具体通过以下方法实现：以向量(a_x，a_y，a_z)为基准线建立虚拟旋转轴，对所生成的磨粒进行任意角度的旋转，向量坐标为：

random.uniform为随机函数。