[发明专利]一种适用于类圆柱形三维曲面的自由曲面变形方法

摘要

本发明公开了一种针对类似圆柱形物体的三维自由曲面变形方法，用于解决现有曲面变形方法针对圆柱形物体变形能力弱的问题，提高了针对类似圆柱形物体进行径向和周向变形的能力。具体步骤为：第一步，在直角坐标系下使用离散点坐标数据来表示三维曲面，围绕该曲面建立自由曲面变形控制框并得到控制框的坐标；第二步，定义圆柱坐标系并将曲面和控制框的直角坐标转换为圆柱坐标，在圆柱坐标系下建立虚拟框；第三步，在圆柱坐标系下使用控制框和虚拟框建立基于自由曲面变形方法的数学映射关系，求解得到所需要的参数坐标；第四步，在圆柱坐标系下修改控制框的坐标并求解得到变形后的曲面点坐标；第五步，将变形后的曲面的圆柱坐标转换为直角坐标。

主权项

1.一种适用于类圆柱形三维曲面的自由曲面变形方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据设计要求，选取类圆柱形设计对象，利用曲面生成工具得到类圆柱形设计对象的基本外形，并在直角坐标系下使用离散点坐标数据表示类圆柱形设计对象；步骤2：围绕类圆柱形设计对象建立自由曲面变形控制框，并得到直角坐标系下的控制框坐标；步骤3：定义圆柱坐标系，将类圆柱形设计对象以及控制框的直角坐标转换为圆柱坐标，并在圆柱坐标系中建立虚拟框；建立虚拟框的方法为：在圆柱坐标系中的角度坐标轴上，在控制框两侧建立虚拟框，且虚拟框中的虚拟控制点与控制框中相应控制点在直角坐标系下的坐标相同，在圆柱坐标系下角度坐标相差2π；步骤4：在圆柱坐标系下，根据控制框以及虚拟框并基于自由曲面变形方法，建立数学映射关系并求解得到参数坐标；其中X是类圆柱形设计对象需变形曲面上任一点的全局坐标向量，(u,v,w)是与X对应的参数坐标向量，Pi,j,k是控制点的全局坐标向量，Bi,p(u),Bj,q(v),Bk,r(w)依次分别是p、q和r次B样条基函数，Wi,j,k为权因子；步骤5：在圆柱坐标系下，根据变形要求，修改若干个控制点Pi,j,k的坐标，且在变形过程中修改虚拟框的坐标，保持修改后的框控制点与虚拟控制点的角度坐标差量不变、径向坐标相等、轴向坐标相等；步骤6：将变形后的类圆柱形设计对象的曲面圆柱坐标转换为直角坐标，得到类圆柱形设计对象的变形结果。