基于ｔ参数表达式的曲面建模方法技术

本发明专利技术提出一种基于ｔ参数表达式的曲面建模方法，针对曲面的扭角随高度变化有函数要求的空间曲面的建模，设定参数ｔ∈［０，１］的自变量，将曲面要素点在笛卡尔坐标系中的位置坐标Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）变换为：ｘｔ＝ｆ（ｘ）（ｔ），ｙｔ＝ｆ（ｙ）（ｔ），ｚｔ＝ｆ（ｚ）（ｔ），的关系式，从而在拉伸过程中控制曲面的变化规律，实现该类曲面的全参数化三维设计。与常规的曲面建模方法相比，本方法采用基于ｔ参数的表达式来控制曲线、曲面的各种变化规律，能够精准地设计出有严格函数要求的复杂曲面，特别适合于有气体动力学要求的飞行器外形、有特殊要求的流道模型等的设计。该方法适用于任意高阶连续曲面的建模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于三维CAD设计领域。
技术介绍
目前，公知的曲面建模方法有曲线扫描、逆向反求曲面点云拟合等。但是，在对于 曲面需要严格符合某些函数规律时，这些常用的建模方法就无以适应。
技术实现思路
为了克服现有建模方法的不足，本专利技术提出一种基于t参数表达式的曲面建模 方法。比如，专门针对曲面的扭角随高度变化有函数要求的空间曲面的建模，设定参数 t e 的自变量，通过它解算出扭角与轴线高度的函数关系，从而实现该类曲面的全参 数化三维设计。本专利技术方法提出一种新的t参数控制关系表达式(1)首先设参数te 的自变量，将曲面要素点在笛卡尔坐标系中的位置坐标P(x,y,z)变换为Xt = f (χ) (t)，yt = f(y) (t),zt = f (z) (t)等关系式;(2)将表达式加入到三维设计软件(如UG、Catia等)的参数表中；(3)在建模的时候在三维软件的选择菜单中选择“规律控制方式”选项；(4)选取参数表中先前设定好的表达式xt = f (x) (t),yt = f(y) (t),zt = f (z) (t)作为控制规律；(5)通过“规律控制方式”扫描，得到需要的全参数化三维曲面模型。与常规的曲面建模方法相比，本方法采用基于t参数的表达式来控制曲线、曲面 的各种变化规律，能够精准地设计出有严格函数要求的复杂曲面，特别适合于有气体动力 学要求的飞行器外形、有特殊要求的流道模型等的设计。该方法适用于任意高阶连续曲面 的建模。附图说明图1扭角β与轴线高度的函数关系图2三维曲面简图具体实施例方式以图1所示的二阶连续曲面扭角β与轴线高度的函数关系为例，详细说明本专利技术 方法的实施过程(1)对图1所示的函数关系进行数学变换要设计如图1所示函数关系的二阶连 续曲面，曲面扭角关系表达式如下t = 0，ytl = -ztl/1161. 7yt2 = (123. 5*t) "2/1161. 7yt3 = - (494. 3-123. 5) *t*0. 2126ztl = ((617. 8-494. 3) *t) "2β = Ζ"2/1161· 7，Z e 令yt2 = (123. 5*t)"2/1161. 7β = 13. 13+0. 2126 (Z-123. 5)，Z e <formula>formula see original document page 4</formula>β = 105. 1-(617. 8_Z) "2/1161. 7，Z e 今yt2 = (123. 5*t)"2/1161. 7(2)将表达式加入到三维设计软件(如UG、Catia等)的参数表中；(3)在建模的时候在三维软件的下拉菜单中选择“规律控制方式”选项；(4)选取参数表中先前设定好的表达式ytl = -ztl/1161. 7yt2 = (123. 5*t) "2/1161. 7yt3 = - (494. 3-123. 5) *t*0. 2126作为控制规律；(5)通过拉伸或扫描，得到需要的三维曲面模型。如图2所示，图中A为扫描导线，B为扫描截面线，C为空间三维曲面，截面线沿导 线扫描，所生成的曲面在任意位置均符合图1所示的函数关系要求。权利要求一种，其特征在于包括如下具体步骤(1)首先设参数t∈的自变量，将曲面要素点在笛卡尔坐标系中的位置坐标P(x，y，z)变换为xt＝f(x)(t)，yt＝f(y)(t)，zt＝f(z)(t)，的关系式，从而在拉伸过程中控制曲面的变化规律；(2)将表达式加入到三维设计软件(如UG、Catia等)的参数表中；(3)在建模的时候在三维软件的选择菜单中选择“规律控制方式”选项；(4)选取参数表中先前设置好的表达式xt＝f(x)(t)，yt＝f(y)(t)，zt＝f(z)(t)，作为控制规律；(5)通过拉伸或扫描，得到需要的全参数化三维曲面模型。全文摘要本专利技术提出一种，针对曲面的扭角随高度变化有函数要求的空间曲面的建模，设定参数t∈的自变量，将曲面要素点在笛卡尔坐标系中的位置坐标P(x，y，z)变换为xt＝f(x)(t)，yt＝f(y)(t)，zt＝f(z)(t)，的关系式，从而在拉伸过程中控制曲面的变化规律，实现该类曲面的全参数化三维设计。与常规的曲面建模方法相比，本方法采用基于t参数的表达式来控制曲线、曲面的各种变化规律，能够精准地设计出有严格函数要求的复杂曲面，特别适合于有气体动力学要求的飞行器外形、有特殊要求的流道模型等的设计。该方法适用于任意高阶连续曲面的建模。文档编号G06T17/00GK101799841SQ20101010923公开日2010年8月11日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日专利技术者杨海元 申请人:重庆长安工业(集团)有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ｔ参数表达式的曲面建模方法，其特征在于包括如下具体步骤：　　（１）首先设参数ｔ∈［０，１］的自变量，将曲面要素点在笛卡尔坐标系中的位置坐标Ｐ↓［（ｘ，ｙ，ｚ）］变换为　　ｘｔ＝ｆ（ｘ）（ｔ），　　ｙｔ＝ｆ（ｙ）（ｔ），　　ｚｔ＝ｆ（ｚ）（ｔ），　　的关系式，从而在拉伸过程中控制曲面的变化规律；　　（２）将表达式加入到三维设计软件（如ＵＧ、Ｃａｔｉａ等）的参数表中；　　（３）在建模的时候在三维软件的选择菜单中选择“规律控制方式”选项；　　（４）选取参数表中先前设置好的表达式　　ｘｔ＝ｆ（ｘ）（ｔ），　　ｙｔ＝ｆ（ｙ）（ｔ），　　ｚｔ＝ｆ（ｚ）（ｔ），　　作为控制规　　律；（５）通过拉伸或扫描，得到需要的全参数化三维曲面模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海元，
申请(专利权)人：重庆长安工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]