NURBS

摘要： 在当今的智能制造和工业软件设计领域,CAD和CAE是极为重要的技术。但现有的CAD和CAE模型表示方法不统一,在数据交换上需要耗费大量时间,造成了计算资源极大的浪费。非均匀有理B样条(NURBS)模型作为一种兼容CAD和CAE的模型表达方式,以样条曲线为基函数,无须进行交换即可进行等几何分析。本文提出了一种基于质量约束的NURBS体建模方法,将模型质量作为建模时的约束,使构建的模型符合等几何分析的要求。本文以带有复连通域的模型为例进行等几何分析,经过与主流商业软件的对比,最小值相同,最大值误差在10%以内,运行时间减少了4.61%,验证了此方法的正确性。

摘要： 单叶双曲面作为一类直纹面,有着优秀的几何性质,也可以用自由曲面方便地表达,而建筑设计中采用单叶双曲面作为主要造型的项目不多。杭州未来停车场·蜻蜓公园项目是一个主要以单叶双曲面作为建筑造型的特色项目。本文介绍了在该项目中对于建筑造型的关键操作及心得体会,总结了一整套包含抽象几何模型的选择、造型逻辑优化、幕墙表皮参数化设计的应用方案。

摘要： 针对机械臂轨迹规划算法复杂且运动过程中易产生冲击的问题,利用开源平台机器人操作系统ROS,提出一种在该平台下的轨迹规划方法。本课题以埃夫特六自由度(Degrees of freedom,DOF)机械臂为实验对象,在SolidWorks中建立机器人模型并对其进行正逆运动学分析;利用sw2urdf插件导出ROS识别的URDF模型文件;通过MoveIt!功能包创建机械臂轨迹规划需要的配置和启动文件,在Rviz中显示三维模型;利用MoveIt!提供的C++相关API,在该平台上对六自由度机械臂进行笛卡尔空间的直线、圆弧、NURBS曲线轨迹规划。通过分析其各关节运动信息,验证了轨迹规划的合理性。

摘要： 点阵材料因具有优异的物理性能而受到广泛重视,但是相关理论模型研究滞后且仿真数字模型构建存在困难。对比提出一种基于NURBS的点阵材料参数化建模方法。通过给定参数化的骨架模型以及局部控制尺寸,依据骨架模型节点处曲线数量分别构建基本单胞和复杂单胞。这些单胞模型按照点阵材料骨架曲线的拓扑关系进行拼接,从而生成点阵材料NURBS模型,并通过切片对该模型进行三维打印模型验证。通过开发的点阵材料造型系统给出建模实例表明,该方法能够实现点阵材料的参数化建模,从而为进一步的等几何分析提供模型基础。

摘要： NURBS曲线是一种重要的样条曲线,可以高效拟合工业设计领域中的特殊型线、弧线等,由于船舶设计过程需要充分考虑流场的阻力特性,因此提升舰船型线和船体的设计水平很重要。本文研究的内容是一种基于NURBS曲线和曲面光顺理论的船体设计方法,设计过程融合了小波神经网络和OPENGL开发平台,建立了基于小波神经网络的船体曲线、曲面设计平台,对于提升船体型线、流场力学特性分析有最重要的实际应用价值。

摘要： 提出一种可以直接分析剪裁CAD冲压件的一步逆等几何分析方法,在求解剪裁交点的基础上,对剪裁单元分类和重构,采用一步逆初始解算法对NURBS模型的控制网格进行展开,得到剪裁后NURBS模型的初始解。根据初始解得到的初始构型和原本的最终构型构建非线性平衡方程,采用Newton-Raphson迭代算法得到最终构型的厚度、等效应力、应变等物理量的分布。典型算例验证基于剪裁NURBS曲面的一步逆等几何分析方法的正确性和准确性。

摘要： 运河亚运公园体育馆由幕墙外围护钢结构、内馆混凝土框架结构和屋顶空间网架结构组成。其中幕墙外围护钢结构由玻璃幕墙斜交网格钢结构和叠合金属幕墙围合结构组成。介绍了玻璃幕墙斜交网格钢结构自方案阶段到最终施工图实施过程中,结构方案的迭代优化过程:先对于建筑方案斜交网格的NURBS控制曲面,进行了不影响建筑效果的降阶处理等优化;再通过对于斜交网格典型横剖面的简化计算模型受力分析,确定了顶部水平约束、底部固接的支座约束形式,及增大中部区域抗弯刚度的结构布置原则;最后根据整体结构受力及变形分析,采取了在部分不外露区域用竖直杆件代替斜交网格,在斜交网格两端设置通高格构柱,并在斜交网格中间区域增加一道桁架梁与两端格构柱形成整体等措施,有效减小了斜交网格竖向压缩变形和水平外鼓变形,优化措施合理有效。

摘要： The isogeometric boundary element technique(IGABEM)is presented in this study for steady-state inhomogeneous heat conduction analysis.The physical unknowns in the boundary integral formulations of the governing equations are discretized using non-uniform rational B-spline(NURBS)basis functions,which are utilized to build the geometry of the structures.To speed up the assessment of NURBS basis functions,the Bezier extraction´approach is used.To solve the extra domain integrals,we use a radial integration approach.The numerical examples show the potential of IGABEM for dimension reduction and smooth integration of CAD and numerical analysis.

摘要： 针对风力机叶片在有限元分析中网格识别精度低、求解精度差和效率低的问题,文章提出了风力机叶片的等几何分析(IGA)方法,将模型的设计和分析采用同一基函数,从根本上消除模型设计与分析间的误差,避免了复杂的网格划分过程。首先构建了适合IGA的风力机叶片NURBS模型;然后推导三维静力学IGA相关计算公式,实现三维复杂风力机叶片的IGA。为验证该方法的正确性与优越性,一方面通过简单算例的精确解对比验证,另一方面将计算结果与商业软件进行对比。结果表明:IGA与简单算例精确解的误差为0.22%,与商业软件的最大误差为5.1%;当IGA的节点数为600时,计算时间为43 s,其计算结果与商业软件中节点数为2300时,计算时间为151 s的计算结果基本一致。证明了在保证较高计算精度的条件下,风力机叶片的IGA较有限元求解节省了大量的节点,提高了求解的效率。

摘要： NURBS是几何建模领域一种最常用的建模方式.NURBS拥有很多良好的数学性质,该文在分析关于曲线曲面细分建模技术的基础上,采用了节点插入方法进行NURBS曲线曲面细分,设计了NURBS曲面细分建模小型系统,将细分技术应用于建模系统,实现了三维曲面细分建模.

摘要： @@在计算机辅助设计和数字几何设计领域，非均匀有理B样条(NURBS)已经成了人所共知的造型工具，但实践中NURBS难于处理任意拓扑复杂模型的建模。细分技术的出现有效地解决了此问题，常见的细分有Doo-Sabin细分、Catmull-Clark细分、根号2细分、根号3细分、4-8细分、Loop细分和Butterfly细分等。

摘要： @@在计算机辅助设计和数字几何设计领域，非均匀有理B样条(NURBS)已经成了人所共知的造型工具，但实践中NURBS难于处理任意拓扑复杂模型的建模。细分技术的出现有效地解决了此问题，常见的细分有Doo-Sabin细分、Catmull-Clark细分、根号2细分、根号3细分、4-8细分、Loop细分和Butterfly细分等。

摘要： @@在计算机辅助设计和数字几何设计领域，非均匀有理B样条(NURBS)已经成了人所共知的造型工具，但实践中NURBS难于处理任意拓扑复杂模型的建模。细分技术的出现有效地解决了此问题，常见的细分有Doo-Sabin细分、Catmull-Clark细分、根号2细分、根号3细分、4-8细分、Loop细分和Butterfly细分等。

摘要： @@在计算机辅助设计和数字几何设计领域，非均匀有理B样条(NURBS)已经成了人所共知的造型工具，但实践中NURBS难于处理任意拓扑复杂模型的建模。细分技术的出现有效地解决了此问题，常见的细分有Doo-Sabin细分、Catmull-Clark细分、根号2细分、根号3细分、4-8细分、Loop细分和Butterfly细分等。

摘要： 针对单层自由曲面，利用NURBS技术进行参数化建模，以结构整体应变能为目标函数，以自由曲面高度为设计变量，通过曲面高度对结构应变能的敏感性分析，优化曲面形状，寻找具有最小应变能的高刚度合理曲面形式。利用该方法，在满足建筑师表达设计意图的同时，可得到多个受力合理的曲面形态，供设计人员参考，最后本文以实际算例证明所提方法的有效性。

摘要： 针对单层自由曲面，利用NURBS技术进行参数化建模，以结构整体应变能为目标函数，以自由曲面高度为设计变量，通过曲面高度对结构应变能的敏感性分析，优化曲面形状，寻找具有最小应变能的高刚度合理曲面形式。利用该方法，在满足建筑师表达设计意图的同时，可得到多个受力合理的曲面形态，供设计人员参考，最后本文以实际算例证明所提方法的有效性。

摘要： 针对单层自由曲面，利用NURBS技术进行参数化建模，以结构整体应变能为目标函数，以自由曲面高度为设计变量，通过曲面高度对结构应变能的敏感性分析，优化曲面形状，寻找具有最小应变能的高刚度合理曲面形式。利用该方法，在满足建筑师表达设计意图的同时，可得到多个受力合理的曲面形态，供设计人员参考，最后本文以实际算例证明所提方法的有效性。

摘要： 针对单层自由曲面，利用NURBS技术进行参数化建模，以结构整体应变能为目标函数，以自由曲面高度为设计变量，通过曲面高度对结构应变能的敏感性分析，优化曲面形状，寻找具有最小应变能的高刚度合理曲面形式。利用该方法，在满足建筑师表达设计意图的同时，可得到多个受力合理的曲面形态，供设计人员参考，最后本文以实际算例证明所提方法的有效性。

摘要： 针对单层自由曲面，利用NURBS技术进行参数化建模，以结构整体应变能为目标函数，以自由曲面高度为设计变量，通过曲面高度对结构应变能的敏感性分析，优化曲面形状，寻找具有最小应变能的高刚度合理曲面形式。利用该方法，在满足建筑师表达设计意图的同时，可得到多个受力合理的曲面形态，供设计人员参考，最后本文以实际算例证明所提方法的有效性。

摘要： NURBS曲面造型技术特别适合于创建光滑的、复杂的模型，在大型跨度结构中有着无可替代的优势，其基于B样条曲线和曲面原理，ABAQUS-CATIA协同分析方法为其分析设计提供了强大的支持;此技术在北京大学体育馆屋面设计中得到了应用，效果良好。

摘要： 本发明公开了一种基于数字滤波的工业机器人NURBS曲线插补方法，包括如下步骤：S1、读取NURBS曲线数据和运动约束；S2、根据曲率变化情况、轨迹弦高误差约束和最大进给速度约束确定速度极低点的位置和速度，并在该点处将曲线分割成块；S3、利用自适应辛普森算法计算各块曲线的长度，计算过程中各分块曲线将被细分为若干段并生成反长度函数；S4、根据运动约束及各分块曲线的长度和始末速度，计算各滤波器的最短时间长度，然后据此配置配置滤波器和双阶跃输入信号参数，通过数字滤波得到位移规划；S5、位移规划结果结合步骤S3中相应段的反长度函数快速计算得到插值点参数，进而求得期望点的坐标。

摘要： 基于NURBS曲线插补算法的冗余机械臂实时前瞻轨迹规划方法，涉及冗余机械臂应用领域。本发明通过给定机械臂末端目标路径点，构造NURBS参数曲线作为末端期望路径，加减速控制算法得到末端规划插补速度，在笛卡尔空间考虑了由插补带来的机械臂末端路径误差，根据弓高误差对插补速度进行限制，并引入前瞻算法，考虑机械臂关节速度、加速度约束对插补速度进行缩放，同时实现减速点的预测，采用预估校正法实现NURBS曲线插补获得末端期望轨迹，逆运动学求解关节变量，并利用冗余特性采用梯度投影法实现关节限位。本发明实现了满足机械臂运动学约束条件的实时轨迹规划，在不超出机械臂物理极限的前提下，保证了末端轨迹跟踪精度。

摘要： 本发明涉及一种基于NURBS曲面拟合的气动光学热辐射效应校正方法及装置，其包括：获取气动热辐射效应的退化图像；采用高斯金字塔滤除退化图像中的高频成分，得到高斯金字塔顶层图像；提取高斯金字塔顶层图像中的像素点为NURBS曲面的拟合像素点；分别计算拟合像素点行方向与列方向的节点矢量，并利用行方向与列方向的节点矢量构建NURBS曲面的基底函数矩阵；基于NURBS曲面反算法计算NURBS曲面的控制点向量，并根据控制点向量进行曲面修正得到NURBS曲面的新权因子；建立基于NURBS曲面拟合的热辐射效应校正模型，交替迭代估计NURBS曲面的基底函数矩阵、控制点向量，并输出满足预设要求的清晰图像及热辐射效应层图像。本发明可以对退化图像进行有效校正，得到清晰图像。

摘要： 一种基于NURBS的粒子数据特征可视化方法，包括包括粒子物理信息提取、计算域投影网格划分、粒子物理信息投影、物理信息插值重构、物理信息图像化表达；本发明采用粒子投影和NURBS插值手段，有效实现了拉格朗日观点下无网格粒子法仿真结果的欧拉形式表达，打破了无网格粒子法和网格法的结果表达壁垒，提高了无网格粒子法物理场仿真的结果表征能力，为无网格粒子法物理场计算仿真的更广泛应用打下了坚实的基础。

摘要： 本发明提出了一种基于NURBS的船体曲面自动建模系统，包括：船型数据输入模块、船型三维光顺模块和船型存储模块；船型数据输入模块的数据输出端与船型三维光顺模块的数据输入端相连，船型三维光顺模块的数据输出端与船型存储模块的数据输入端相连；船型数据输入模块用于从文件夹中读入符合默认格式的船型数据；船型三维光顺模块用于根据船型数据输入模块输入的船型数据判断船型是否符合规定并对船型进行三维光顺；船型存储模块用于将符合规定的船型数据进行存储作为本次或者下次使用。本发明不仅能对全船统一光顺，还能实现完善的数据结构，还可以对多种甲板中心线与甲板边线的联动处理等。

摘要： 本发明公开了一种机器人NURBS曲线速度规划方法，对加工路径进行NURBS曲线分段并得到各段参数；对应每段曲线，比较由关节速度约束得到末端限制速度对指令速度进行修正；建立时间最优速度规划问题的目标函数及约束条件；对首末段进行规划，以加工时间最短作为目标函数，约束条件包括机器人力矩约束及修正指令速度约束，求解目标函数最优解，得到首末段规划速度并与修正指令速度进行组合，得到首末段规划后速度曲线；然后对该曲线依次进行力矩及插补误差约束检查，对其中不满足约束部分重新规划至满足约束条件，处理后得到考虑插补误差约束的速度规划曲线。本发明考虑了插补误差限制，在保持加工效率的同时使理论输给控制器的信息更精确。

摘要： 本发明公开了一种基于复杂网格曲面NURBS拟合的机器人作业轨迹生成方法。该方法主要应用于离线编程软件的仿真环境中。在确定了被加工的网格曲面后，首先以最小二乘共形映射的网格参数化以及最小包围框准则的参数调整所得到的网格参数作为NURBS拟合参数化的预输入，然后通过参数缺失区域法向补偿的步骤，使用最小二乘NURBS拟合方法来构建非规则复杂网格曲面的NURBS曲面，最后在二维参数域中沿直线或贴合曲线边界的方式生成等距轨迹通过NURBS曲面以求得三维空间中的等距轨迹。本发明通过所提出的NURBS拟合方法，得到复杂网格曲面的拟合NURBS曲面，能够生成等距效果更优或贴合边界的作业轨迹。

摘要： 本发明涉及自动化控制领域，具体涉及一种基于NURBS的协助机器人的力控装配控制方法及装置。该方法及装置通过基于NURBS算法对机器人的实际位姿离线轨迹进行插补处理，得到与机器人适配的理论装配路径；采集力矩信息；对力矩信息进行重力补偿以及力矩转换处理，得到环境交互力；基于导纳控制算法对理论装配路径以及环境交互力进行导纳控制调整处理，得到修正机器人的装配速度规划；对装配速度规划进行速度转化处理，得到与机器人适配的关节速度规划，本发明基于NURBS的协助机器人的力控装配控制方法及装置能够提高协助机器人力控装配的装配效率以及成功率。

摘要： 本发明涉及一种基于NURBS曲面的低散射优化技术，涉及电磁散射领域。针对一个外形可变的目标物体，利用NURBS曲面构建其表面，利用遗传算法对NURBS曲面的控制参数进行优化，得到目标的低散射模型。由于遗传算法具有仅使用求解问题的目标函数值就可以得到下一步的有关信息的特点，优化过程只需要进行RCS的计算，不需要计算其他额外的数据，相对于其他复杂的降低RCS的过程，整个优化的过程简单易于实现。

摘要： 本发明公开了一种NURBS曲线插补速度控制方法，包括：预测目标NURBS曲线的下一插补点的参数矢量预测值；根据当前插补点位置参数矢量和参数矢量预测值计算下一预测进给量；当结合预获取的指令速度、速度波动容忍度因子、插补周期以及下一预测进给量，确定不需要对预测位置进行位置补偿时，控制传动系统至预测位置进行零件加工；当需要进行位置补偿时，获取当前插补点所在位置与预测位置之间的曲线弧长，根据曲线弧长计算参数矢量补偿量；根据补偿方向和参数矢量补偿量对当前参数矢量预测值进行补偿，直至不需要进行补偿。本发明实现了插补速度的波动抑制，提升了加工精度。本发明还公开了一种装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。