曲线设计中形状控制的加权有理插值法

曲线设计中形状控制的加权有理插值法

一、曲线设计中形状控制的加权有理插值方法(论文文献综述)

沈君贤[1](2021)在《基于多源数据挖掘的航空发动机齿轮箱故障诊断研究》文中指出

乔发杰[2](2021)在《基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法》文中认为梁构件是一种重要的结构元件,在汽车制造、土木工程和航空航天等领域都有广泛的应用。在工程实践中,梁构件在外载荷的作用下会产生较大的变形,需要使用非线性分析方法,因此,非线性梁结构一直是工程界和学术界广泛研究的课题。本文以大变形梁的仿真分析算法为研究对象,提出基于冯卡门大变形理论的等几何梁求解算法,用于梁结构在大变形、大转动情况下的力学分析。论文的主要研究内容如下:(1)提出大变形梁的等几何分析列式算法,构造了无转动自由度的等几何梁列式。基于欧拉梁理论和冯卡门大变形假设,推导得到了二维和三维框架梁结构的几何大变形列式。采用样条函数精确描述梁结构几何构型,适用于曲梁结构的仿真分析,同时避免了传统有限元分析的网格生成前处理过程,提高了计算精度。(2)基于更新的拉格朗日增量方法,构造了非线性梁结构的求解格式。在结构变形过程中,基于共旋坐标系,构造样条几何描述下的坐标系变换算法和位移、应力和应变的迭代更新算法,有效的提高了其非线性求解的收敛性。(3)编写完成自主可行的大变形等几何梁求解模块,通过算例验证了求解模块的有效性。将本文算法计算结果与商用有限元仿真软件ABAQUS计算结果进行对比验证,证明了本文算法的有效性。基于等几何分析的梁单元可以由较少自由度的计算模型,得到与传统有限元分析方法相同精度的结果,在求解效率上优于有限元方法。本文提出了基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法,并完成了相应软件模块的编制。本文算法可有效地解决大变形梁结构的仿真分析问题,为梁结构模拟提供自主可行的仿真工具。

孟祥慧[3](2021)在《弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究》文中认为材料的失效损伤和结构的破坏等问题是汽车工业界面对的重要难题之一。有限元方法(FEM)基于连续介质力学理论,要求位移场连续,难以处理非连续性问题。等几何分析(IGA)实现了CAD与CAE的统一,具有几何精确、精度高、收敛快等优点。由于等几何分析也是基于连续介质力学,同样不能有效解决裂纹扩展问题。扩展有限元(XFEM)和扩展等几何(XIGA)方法通过在传统有限元和等几何分析的逼近函数中加入附加函数来描述结构损伤,但是这种方式不能模拟裂纹的分支、交叉等问题。所以,需要一种有效的仿真算法,解决裂纹扩展等非连续性问题。近场动力学(PD)是基于积分方程的非局部理论仿真算法,能够有效解决断裂纹扩展、裂纹分叉等问题。由于断裂问题一般是动态的过程,一方面要求结果准确,另一方面还要兼顾效率。近场动力学计算效率低且存在边界效应,为提高近场动力学模型的计算效率、改善边界效应,需要将近场动力学理论和连续介质力学理论相结合。本文基于等几何分析和近场动力学相关理论,提出了弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合模型(IGA-PD),为弹性平面域中的裂纹扩展问题提供了求解算法。该耦合方法简洁高效,能够在连续介质力学的框架下模拟裂纹损伤。本文工作如下:(1)提出基于力平衡的弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法。将近场动力学理论融入等几何分析中,并在等几何模型中引入了裂纹。耦合算法首先将等几何模型中的控制点设置近场动力学物质点,将断裂区域使用近场动力学模型进行描述,模型边界采用等几何方法描述。相比于近场动力学模型,耦合算法减少了计算量,并避免了边界效应。建立了静态以及动态求解算法,通过分片试验验证了耦合算法力平衡性。(2)提出基于等几何分析控制点网格的近场动力学节点处理算法。在耦合算法的基础上提出控制点体积划分方法以及近场动力学搜索范围修正、精确体积修正、形心修正方法,扩大了耦合算法的应用范围,使该耦合算法可以有效处理任意网格。(3)将该耦合算法应用到工程实例仿真。分析了混凝土的破坏、汽车车窗玻璃裂纹、电子器件的断裂扩展等问题,验证了IGA-PD耦合算法的实用价值。本算法在连续介质力学理论的框架下融合非局部理论,在精确几何模型上直接进行分析,具有省略网格划分、计算效率高等优点,能够解决裂纹扩展等非连续问题。

马叶琴[4](2021)在《基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究》文中指出身管作为火药发射武器的重要部件之一,其最重要的功能之一就是在火药燃气的作用下将弹丸以一定的速度发射至膛口。弹丸发射时产生瞬态的高温、高压火药气体对身管内膛造成冲刷和侵蚀,弹带挤入内膛后的高加速运动导致的冲击振动,这些复杂的工作环境降低了火炮身管的射击精度和使用寿命,针对该问题搭建身管内膛检测系统,检测身管膛线参数并加以分析,对于判断身管的技术状态,制定身管的保养与维护方案有着重要的工程意义。本文以某型122mm自行火炮身管为研究对象,对身管膛线参数进行分析,搭建了非接触式光学测试内膛检测系统,实现探测器轴向、径向的高精度定位,身管内膛全角度、全尺寸的自动测量。利用内膛检测的控制系统和数据通信系统,对试验身管测试验证系统的可靠性。构建小波变换算法对数据进行平滑降噪处理;构建非均匀有理B样条插值算法,对曲线求一阶、二阶导数,把内膛曲线分为水平和过渡两部分,计算膛线的宽度和深度值;构建Delaunay三角剖分插值算法进行身管内膛三维曲面重构。对测试数据进行分析,对系统的检测速度进行优化设计,当探头转速不高于6rpm时,可采集到完整的身管膛线。由于系统定位精度的影响,采集的身管膛线轮廓曲线呈三角函数型,采用余弦定理进行校正,通过标准规试验检测,内膛检测系统的检测精度在0.001mm,最后对不同采样周期和采样率下的膛线数据进行算误差分析,误差小于0.01。

周浩[5](2021)在《基于曲面约束和误差修正的图像放大》文中提出图像是人认识和了解世界的最重要信息来源之一,图像分辨率的高低意味着图像所含信息量的多少,高分辨率图像更清晰,表达信息更准确,具有更高的可信度。人类获取信息总量的四分之三来自视觉系统,科学仪器设备往往通过生成图像而不是生成声音或气味的方式来表达信息。随着科技的发展,不论是在日常生活,还是高新科技领域,都需要质量更高的图像来满足人们的需求。但在实际应用中,图像采集过程受硬件设施和环境因素的影响,最终得到的图像往往存在失真和降质等问题,导致视觉效果不够理想。因此,通过图像放大技术将低分辨率图像转变为高分辨率图像来满足人们需求是图像处理领域的研究热点。在图像中,边缘和纹理等像素突变性强的高频信息区域包含着大量的有效信息,同时也是最吸引人关注的部分。在算法实现过程中,如何保持高频信息完整性和真实性是研究的难点。基于上述问题的分析,本文进行了以下研究:(1)针对传统插值方法图像边缘模糊和迭代反投影法对图像质量提升幅度小的问题,本文提出了以特征为约束的有理多项式图像放大方法。由于图像像素点可以看作是在原始场景表面单位区域内采样得到的,而原始场景可以使用分段二次多项式逼近。对原图像每个像素点及邻域8个像素以边缘特征为约束构造一个拟合曲面片,再将所有曲面片拼接成具有原图像特征的插值曲面,通过插值曲面重新定义采样公式进行图像放大。在曲面片拼接过程中,以往的权函数定义只考虑距离因素,本文算法加入了对曲面片逼近精度的考量。对于曲面拟合图像块的误差,采用反投影补偿插值过程中丢失的高频信息,并以迭代收敛结果与输入图像之间的最小误差作为反投影的基础。本文算法在主观视觉和客观量化方面都得到了较大改进,减少了放大图像边缘的锯齿和马赛克效应,有效提高图像的质量,更好的保留图像中的边缘细节。(2)为了解决图像插值过程中,边缘宽度随图像放大而扩展,出现边缘模糊,无法有效保持锐化的问题,本文提出了基于Canny算子的混合多项式图像放大方法。通过改进的检测算子提取图像高频信息,将高频信息集加入插值多项式构造,提高插值多项式的精度,实现图像放大,再以图像高频信息作为依据对放大图像边缘进行检测并优化,进而保证放大图像在视觉上的边缘清晰。本文算法提高了边缘清晰度,保持了平坦区域的平滑性,有效提高图像的质量。

王尧[6](2021)在《空间加筋壳结构IGA技术及其在船体结构分析中的应用》文中提出有限单元法(FEM)是最知名、应用最广泛的数值方法之一。使用FEM进行结构分析时一般步骤为:创建几何模型,网格划分、创建分析模型,分析计算,进行后处理。复杂几何模型需要使用计算机辅助设计(CAD)系统来建立,而分析计算需要在计算机辅助工程(CAE)系统中进行。CAD系统与CAE系统之间内部数据表达、几何表达方式的差异致使需要进行网格划分来将用非均匀有理B样条(NUBRS)表达的几何模型二次离散为FEM形函数表达的分析模型。这将不可避免地造成几何精度的缺失。而该过程还可能由于CAD、CAE软件内部数据的差异导致拓扑关系丢失,产生裂缝等几何缺陷,使得网格划分更为困难。若能跳过网格划分,打通CAD与CAE系统的隔阂,就能大大提高设计、分析工作效率。等几何分析(IGA)应运而生。IGA以NURBSB样条等样条函数作为形函数离散计算域,因此IGA片面能够直接继承CAD系统中表达的几何模型,无需对几何模型进行二次离散,跳过了网格划分阶段,从根本上避免了几何近似造成的几何精度损失。并且得益于形函数的高阶连续性,IGA能在不手动修改几何模型、不重新调整网格的情况下,通过弱耦合方法耦合含有几何缺陷的分析模型。这使得IGA非常适用于复杂工程结构,如船体结构的力学分析。若能将IGA技术应用于船体结构分析中,便能大大提高设计、分析效率。IGA技术及其在船体结构分析中的应用具有重要研究意义。本文基于B样条的等几何分析,提出了用于船体结构分析的等几何分析框架,并在该框架下构造了基于Kirchhoff-Love壳理论、Reissner-Mindlin壳理论的平面壳单元和曲壳单元,Euler-Bernoulli直梁单元以及Timoshenko曲梁单元。随后基于Nitsche方法提出了用于耦合上述单元的弱耦合方法,使用该方法能处理多种几何缺陷情况或非协调网格的多片耦合(Multi-Patch Coupling)。针对船体结构特点,合理使用上述单元及耦合方法,在创建几何模型的可同时创建分析模型,从而跳过网格划分阶段,大幅简化分析模型建立过程,实现船体结构的建模、分析一体化。并且在建模时无需考虑片面间交界面上的控制点分布情况,大大降低建模复杂度,并以较高的计算效率获得准确的结果。随后本文以一个典型船体分段结构的多种载况为例,验证了本文方法的正确性、高效性。

邵梦旗[7](2021)在《空间相机光机结构集成优化设计方法研究》文中研究指明随着航天遥感技术的快速发展,空间相机已在国民经济的各行各业得到了广泛的应用,空间相机的系统光学性能指标也越来越高。光学机械结构作为实现相机光学系统功能的主要组件,面对外界环境的干扰和发射成本的约束需要其具有良好的性能稳定性和足够的轻量化。然而,相机光学性能的提高往往伴随着口径和焦距的增大,这对光机结构的轻量化和力学性能稳定性的设计提出了巨大挑战。因此,需要研究先进的光机结构优化设计方法,使得光机结构能够兼顾不同指标的需求。本文从相机的光学性能响应量分析方法着手,提出了相机视轴稳定性误差和波前误差的系统性能评价方法,研究了集成相机视轴稳定性误差和波前误差的光机结构构型优化技术和尺寸参数多目标优化技术。主要研究内容和成果如下:研究了基于有限元分析和线性光学模型的视轴稳定性误差和系统波前误差的光机集成分析方法。详细阐述了空间相机光学系统中反射光线和折射光线的追迹原理,推导了视轴稳定性误差和波前误差的理论表达式。基于相机的光线追迹分析模型,分析了主反射镜和次反射镜镜面刚体位移和面形误差对系统光学性能的敏感性,建立了用于连接结构分析和光学性能评价的线性光学模型。设计了相机的初始光机结构,并结合有限元分析和线性光学模型对相机在重力和温度变化载荷作用下的视轴稳定性误差和波前误差的均方根值进行了评价。依据系统光学性能关于主反射镜和次反射镜刚体位移的线性灵敏度矩阵,将系统光学性能作为性能评价方程建立在光机结构的有限元模型中。以光学性能作为性能约束,并添加可制造性约束,以结构刚度最大为目标对次镜主支撑结构和主反射镜的初始构型进行了拓扑优化;以主反射镜面形均方根值为约束,结构刚度最大为目标对主支撑背板的初始构型进行了拓扑优化。利用移动渐近法求解优化模型,直到目标函数迭代收敛。拓扑优化结果显示:在满足光学性能要求的前提下,结构轻量化率达到了44.7%。在拓扑优化结果的基础上,对次镜主支撑结构和主反射镜进行了详细的尺寸参数化。采用基于拉丁超立方抽样的试验设计法对各尺寸参数进行了敏感性分析。对比了分别以镜面刚体位移为响应量和以系统光学性能为响应量的敏感性分析结果,讨论了以系统光学性能为目标响应量的重要性,并识别出了关键的尺寸参数。以关键尺寸参数为设计变量,以质量最小以及自重载荷和温升载荷作用下的视轴稳定性误差和波前误差最小为目标,建立了多目标优化模型。利用多目标遗传算法获得了帕累托最优解集,从解集中选取出了最符合要求的最终解。最终设计结果相比传统设计结果在性能稳定性和轻量化程度上具有明显的优势。对研制出的各组部件进行了尺寸稳定性测试。对整机的力学仿真模型进行了初步的质量特性校验,然后分别进行了整机的模态分析、正弦和随机振动频率响应分析以及动力学环境模拟试验;并检测了相机翻转前后的系统波前误差变化;以考核结构在不同振动条件以及静力学载荷条件下的稳定性。结果表明光机结构具有良好的性能稳定性,也证明了优化设计的有效性;同时,仿真分析和检测试验对比结果验证了本文分析模型的准确性。最终完成了空间相机良好性能稳定性和轻量化的综合设计目标。

张心慈[8](2021)在《CNSBS曲面拼接方法的设计与实现》文中研究表明在计算机图形学领域中,曲线、曲面是产品外形设计研究的重要内容,因此曲面的光滑拼接是物体造型技术研究的热门问题。B样条曲线、曲面本身具有良好的外形局部性、连续性和凸包性,在生产实践中被广泛的应用。本文在查阅大量参考文献的基础上,提出了基于Coons类混合B样条曲面—CNSBS的曲面光滑拼接方法。本文首先介绍了曲面拼接技术的研究背景及现状,阐述了论文的选题意义,简要概括论文的结构及每一章的内容。其次介绍了B样条曲线和曲面分类、定义及性质。对均匀B样条曲线、曲面和准均匀B样条曲线、曲面做了详细的介绍,并生成曲线、曲面,给出运行结果。简单介绍Coons曲面的分类及生成原理,并将Coons曲面的生成原理与B样条曲线相结合,构造了CNSBS曲面。然后介绍了曲面拼接算法的基础理论知识,包括曲线、曲面在连接点、连接线处连续的条件,曲线、曲面的光顺的基本标准以及对不光顺情况的处理办法。最后介绍了几种曲面光滑拼接的方法,设计实现了基于四条B样条曲线边界及其跨界导矢,生成过渡CNSBS曲面的拼接方法。这种方法是基于B样条曲面的定义生成四片待拼接的曲面,获得B样条曲面边界线上的型值点,再根据型值点重新反算控制点,建立了四条跨界的过渡曲线,并求出其跨界导矢;再运用节点插入法,求出曲面上的控制顶点,分别构造在u和v两个方向上的插值于跨界曲线及其跨界斜率导矢的两个B样条曲面;然后根据定理分别求出两个B样条曲面的表达式,将两个曲面加权合并成一张曲面,求得过渡曲面CNSBS曲面的表达式。并基于VC++2010环境,采用Open GL函数,通过调试运行出最终的结果。通过结果分析,该算法运行可靠,结果正确,为曲面的光滑拼接奠定了基础。

杜冬[9](2021)在《基于深度学习的简易几何建模研究》文中提出随着人们对三维世界的深入认知和计算科学的迅速发展,利用计算机快速有效地表达、生成、可视化以及处理几何形状,已成为三维图形学的主要研究内容。其中,遵循一定的规则获得几何模型,是渲染、动画、分析和制造等下游应用的基础。同时,全民设计制造理念的兴起,尤其是3D打印技术的快速发展,令个性化的三维定制成为可能,无设计制造背景的用户群体也产生了建模的需求。虽然市面上存在许多专业的建模软件,但其功能复杂,需要大量人工操作,建模十分耗时,而培养一个熟练的建模师的成本很高,往往需要数年的学习和积累。为了快速获得三维模型,传统几何重建方法尝试从基于扫描和基于多视角重建两方面入手,先获得物体表面点云,再配准注册,最后重建相应网格模型。然而,这些方法大多依赖数据采集环境,需要额外硬件支持或多张图片输入,不太适用于普通用户。如何简单有效地获得目标形状,是当今三维几何建模研究亟须解决的问题。针对普通用户群体的特性和需求,期望几何建模的交互简单、直观、容错率高,利用尽量少的输入获得尽量复杂且拥有细节的三维模型。经观察发现,利用鼠标绘制二维草图或使用手机拍摄单张照片,对普通用户而言相对容易且非常便捷,但这样的输入稀疏且粗糙,与背后的三维模型之间存在很大的歧义性,导致传统几何优化方法失效。本文通过收集大量数据,基于深度学习的方法去学习二维图片与三维形状之间的映射,并开发出相应的实时交互设计系统,大大减少了建模过程中的人工交互并获得了高质量的网格模型,便于后续应用。根据不同类别的模型特性,本文分别提出了三套简易建模系统:(1)基于手绘草图的有机物体建模系统。以动物头为例的有机物体,往往形态丰富且富有细节。为了设计这类模型,本文提出了一种由粗到精的“视图-表面”联合学习的网格生成框架,先生成整体形状,再增强局部几何细节。具体而言,利用图片编码器提取输入草图的形状特征,联合图卷积网络学习指导模板网格变形以获得初始的形状,再通过可微分的网格渲染器获得初始网格对应的顶点图,并使用图像合成网络生成顶点偏移图以反映几何细节,最后将其反投影到初始网格上并利用图卷积网络进一步优化表面细节。其中,基于视图的细节生成和基于表面的细节优化相辅相成,可迭代进行以获得最佳的网格结果。此外,本文还贡献了目前最大的动物头数据库及其二维草图数据。(2)基于手绘草图的人造物体建模系统。不同于有机模型,人造物体中很大一部分模型由独立部件组成,具有很强的可分性和结构性。因此,本文提出了一种自下而上的“部件-结构”阶段学习的网格生成框架,先基于隐式学习生成各个部件,再通过多层感知机网络回归预测各部件的大小及摆放位置。随着用户依次画出各个部件的草图,实时生成并呈现相应部件的网格形状。当用户完成草图设计时,系统自动学习各部件的结构关系并给出组合结果,同时允许用户进行个性化的调整。该系统避免了繁琐耗时的三维交互摆放,简化了复杂结构物体的建模,同时专注于每个部件形状的生成,提高了几何建模的精度。(3)基于单张图像的物体建模系统。囿于部分用户的绘画能力弱,草图信息过于粗糙和稀疏,基于深度学习生成的模型很难遵循用户意愿。因此,本文提出了一种基于单张拍摄图片、适用于一般物体的建模系统。通过分析体素、点云、隐式表达各自的优缺点,有机结合三种形状表达学习,并设计出可微的端到端学习网络,不仅获得了精确的建模结果,还保证了高效的运行效率。由于三维模型形状丰富且难以获得,导致开源数据集有限。通过分析不同类别物体的领域知识,再结合深度学习,可简单快速获得高质量的三维模型。本文通过大量实验,验证了面向普通用户的三维建模的可行性和有效性。相应的建模系统和训练数据也将开源,促进基于深度学习的几何建模的发展。

翟晓雅[10](2021)在《增材制造中的结构设计与路径规划问题》文中提出增材制造作为一种新的制造技术在过去十年来得到了快速发展,并在工业制造、航空航天、医疗等领域得到大量的应用。与此同时,增材制造进一步促进了结构设计技术的发展。结构设计为增材制造技术的实体打印提供了更多样性的输入。结构设计解决的是打印什么的问题,增材制造技术解决的是如何打印的问题。两者相辅相成,互相促进,是工业生产中至关重要的两个环节。本文将围绕增材制造中的结构优化设计问题以及路径规划问题进行研究。结构设计领域中的优化问题多种多样,本文围绕着带有应力约束的拓扑优化问题以及可微的微结构设计两个方面进行探索。带有应力约束的结构优化问题是结构设计领域中非常重要的一个分支,几十年来得到了迅速的发展,但它仍然没有高效的求解算法,其主要原因在于该类问题的三大难点:局部性,奇异性和高度非线性。在第三章中,本文提出一种基于增广拉格朗日乘子函数的交替方向选择算法求解带有应力约束的拓扑优化问题。求解模型有两组设计变量,单元应力和单元密度。本文算法引入单元应力作为设计变量,并对模型施加应力计算的等式约束,然后利用增广拉格朗日方法将等式约束作为软约束放在目标函数中,对应力变量和密度变量交替优化。在数值求解阶段,我们利用有限元分析和等几何分析工具分别进行求解。数值算例验证了本文算法针对两种求解工具的有效性。具有周期性微结构的设计是结构设计领域中的一个基本问题。周期性微结构与近几年受到广泛关注的功能性梯度材料设计密切相关。功能性梯度材料是在随着体积变化的过程中,其物理性质呈现梯度变化。在第四章中,本文在功能性梯度材料的基础上提出“可微的微结构”的概念。所谓可微的微结构是指其由连续的参数控制,体积与物理性质都是连续变化的并且要求其物理性质(如:弹性模量:泊松比)尽可能接近Hashin-Shtrikman上限。本文的基本思想是,通过一组参数构造一个物理场,该物理场的每个截面对应着一个微结构。如果该物理场是连续的,那么产生的微结构的体积是连续的,且自然满足连接性条件。为设计力学性能最优的微结构,本文以传热系数为自变量,选取关键微结构的物理性质的总和为目标函数,通过求解热传导方程来求解物理场(温度场)。数值实验验证了本文算法的有效性与鲁棒性。结构设计为增材制造的输入提供了多样化的选择。当有了增材制造的模型输入之后,如何对其进行高效的打印是备受关注的问题。本文第五章将围绕打印路径规划的优化算法进行深入研究。目前大多数路径填充算法对于切片的复杂度没有过多的讨论。然而复杂结构在自然界中很常见,例如骨骼、软木、蜂巢、珊瑚等。对于切片复杂的模型,传统的填充路径就会出现不连续,打印效率低下等问题。本文针对复杂结构的路径规划问题进行研究,并将复杂模型划分为边界复杂的模型和拓扑复杂的模型。本文采用“分而治之”的思想,首先将复杂的模型简化,再通过对简单区域进行路径规划然后进行全局连接达到路径填充的目的。我们将本文算法与传统的路径规划方法(Zigzag填充路径,轮廓平行填充路径和全局连续的费马螺线填充路径)在以下几个主要指标:打印成本(时间,材料),路径分割数,急转弯比例,填充比例及视觉效果等进行了比较。实验结果表明,本文算法在材料成本、打印时间和结构稳定性等方面均优于其他方法。

二、曲线设计中形状控制的加权有理插值方法(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、曲线设计中形状控制的加权有理插值方法(论文提纲范文)

(2)基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 非线性有限元研究现状
        1.2.2 梁结构仿真分析研究现状
        1.2.3 大变形梁结构仿真分析研究现状
    1.3 本文的主要研究框架
2 等几何分析与非线性理论基础
    2.1 几何设计中的常用函数
        2.1.1 多项式
        2.1.2 B样条
        2.1.3 非均匀有理B样条
    2.2 等几何分析基本算法
        2.2.1 能量平衡方程
        2.2.2 几何网格细化
    2.3 连续介质力学理论基础
    2.4 非线性理论基础
    2.5 本章小结
3 基于等几何分析的几何非线性二维梁算法
    3.1 基于冯卡门应变的非线性梁理论
    3.2 二维梁增量几何关系及其离散形式
    3.3 二维梁切线刚度矩阵
    3.4 二维梁物理方程
    3.5 几何非线性增量求解方法
    3.6 本章小结
4 基于等几何分析的几何非线性三维梁算法
    4.1 三维梁增量几何关系及其离散形式
    4.2 三维梁切线刚度矩阵
    4.3 三维梁物理方程
    4.4 共旋坐标系
    4.5 程序设计流程
    4.6 本章小结
5 基于等几何分析的几何非线性算法应用算例
    5.1 端部受到集中力的平面悬臂梁
    5.2 端部受到空间载荷的空间悬臂梁
    5.3 受均布载荷的两端固支直梁
    5.4 受平面集中载荷的半圆弧曲梁
    5.5 受到平面集中载荷的四分之一圆弧曲梁
    5.6 受到均布载荷的浅拱梁
    5.7 本章小结
结论
参考文献
致谢

(3)弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 等几何分析研究现状
        1.2.2 近场动力学研究现状
        1.2.3 近场动力学与连续介质力学耦合方法研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本文组织架构
2 等几何分析与近场动力学理论基础
    2.1 等几何分析基础
        2.1.1 NURBS样条理论
        2.1.2 细化方式
        2.1.3 等几何分析列式
    2.2 近场动力学基本理论
        2.2.1 近场动力学键基模型简介
        2.2.2 损伤程度
        2.2.3 提高精度的方法
        2.2.4 数值离散
    2.3 本章小结
3 弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法
    3.1 键基近场动力学平面刚度矩阵
    3.2 耦合算法
        3.2.1 定义模型的裂纹
        3.2.2 耦合算法思路
    3.3 求解算法
        3.3.1 静态解法
        3.3.2 动态解法
    3.4 耦合算法计算效率和边界效应讨论
        3.4.1 IGA-PD耦合算法效率讨论
        3.4.2 IGA-PD耦合算法对边界效应的改善
    3.5 等几何分析与键基近场动力学耦合数值算例分析
        3.5.1 一维杆耦合分析
        3.5.2 一维波传导问题
        3.5.3 二维平面分片实验
        3.5.4 带裂纹方板裂纹扩展
        3.5.5 三点弯曲梁裂纹扩展
        3.5.6 初始缺口板裂纹扩展分析
    3.6 本章小结
4 耦合算法中等几何分析控制网格处理算法
    4.1 等几何控制点体积划分方法
    4.2 近场动力学节点处理方法
    4.3 非均匀控制网下的IGA-PD耦合算例分析
        4.3.1 二维非均匀控制网分析
        4.3.2 悬臂梁弯曲
        4.3.3 圆环的弯曲
        4.3.4 不同载荷下裂纹扩展分析
        4.3.5 Kalthoff-Winkler冲击仿真
        4.3.6 双边缺口板渐进本构裂纹扩展
        4.3.7 含椭圆孔平板裂纹扩展
    4.4 本章小结
5 工程应用实例
    5.1 混凝土材料仿真破坏
    5.2 车窗玻璃的仿真破坏
    5.3 电子器件的仿真破坏
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 内膛检测研究现状
        1.2.2 管道机器人研究现状
    1.3 身管内膛检测技术难点及发展趋势
        1.3.1 身管内膛检测技术难点
        1.3.2 火炮身管内膛检测关键技术
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本章小结
2 身管内膛检测系统
    2.1 系统组成及工作原理
    2.2 内膛检测系统
        2.2.1 定位系统设计
        2.2.2 传动系统设计
        2.2.3 控制系统设计
    2.3 内膛检测系统工作流程
    2.4 本章小结
3 身管内膛几何参数特征曲线数据处理
    3.1 基于内膛几何参数特征曲线数据处理
        3.1.1 粗大误差处理
        3.1.2 基于小波变换的测试数据降噪处理
    3.2 基于非均匀有理B样条插值的身管内膛参数计算
        3.2.1 曲线的数学描述
        3.2.2 基于非均匀有理B样条的膛线参数计算
        3.2.3 身管内膛瑕疵点的参数计算
    3.3 本章小结
4 基于Delaunay三角剖分算法的身管内膛三维重构
    4.1 曲面重建的方法
    4.2 基于Delaunay三角剖分的曲面重建
        4.2.1 三角剖分的定义
        4.2.2 Delaunay三角剖分准则
    4.3 Delaunay三角剖分算法
        4.3.1 逐点插入法
        4.3.2 分治法
        4.3.3 三角网生长法
    4.4 基于Delaunay三角剖分算法的三维重构
    4.5 本章小结
5 内膛参数检测实验及数据分析
    5.1 身管内膛曲线校正处理
    5.2 身管膛线误差分析
        5.2.1 标定规的误差分析
        5.2.2 不同采样周期的数据误差分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(5)基于曲面约束和误差修正的图像放大(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要内容和组织结构
第2章 图像放大理论概述
    2.1 图像降采样方式
    2.2 常用的图像放大方法
        2.2.1 基于插值的方法
        2.2.2 基于重建的方法
        2.2.3 基于学习的方法
    2.3 图像质量评价指标
        2.3.1 主观评价指标
        2.3.2 客观评价指标
    2.4 本章小结
第3章 以特征为约束的有理多项式图像放大算法
    3.1 引言
    3.2 构造有理多项式曲面
        3.2.1 构造曲面片
        3.2.2 改进权函数
        3.2.3 整体曲面拼接
    3.3 构造误差修正曲面
    3.4 算法流程
    3.5 实验对比分析
        3.5.1 量化度量比较
        3.5.2 视觉效果比较
    3.6 本章小结
第4章 基于Canny算子的混合多项式图像放大算法
    4.1 引言
    4.2 改进的自适应Canny算子边缘提取算法
        4.2.1 自适应滤波器
        4.2.2 改进的梯度幅值算法
        4.2.3 最大类间方差算法确定高低阈值
    4.3 多项式插值
    4.4 图像边缘优化
    4.5 算法流程
    4.6 实验对比分析
        4.6.1 量化度量比较
        4.6.2 视觉效果比较
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(6)空间加筋壳结构IGA技术及其在船体结构分析中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 船体结构等几何分析发展现状
    1.3 等几何分析中的本质边界条件问题和交界面问题的弱方法
    1.4 本文的研究内容及章节安排
2 等几何分析基础
    2.1 B样条基础
        2.1.1 B样条基函数与节点矢量
        2.1.2 B样条曲线\曲面
    2.2 等几何分析基本概念
        2.2.1 IGA中的片面与节点单元
        2.2.2 IGA中的网格细化策略
        2.2.3 空间映射与数值积分
        2.2.4 IGA中的后处理
    2.3 等几何分析求解问题的基本框架
    2.4 本章小结
3 等几何分析中的壳单元
    3.1 Kirchhoff-Love壳单元
        3.1.1 平面壳元列式
        3.1.1.1 膜刚度
        3.1.1.2 弯曲刚度
        3.1.2 退化曲壳元列式
        3.1.3 扭转自由度
        3.1.4 Nitsche方法与本质边界条件问题
        3.1.4.1 平板弯曲问题的Nitsche方法
        3.1.4.2 Nitsche方法的实施
    3.2 Reissner-Mindlin壳单元
        3.2.1 平面壳元列式
        3.2.2 退化曲壳元列式
        3.2.3 Nitsche方法与本质边界条件问题
    3.3 数值算例
        3.3.1 方板
        3.3.2 圆柱壳
    3.4 本章小结
4 加筋壳的等几何分析模型
    4.1 梁单元的构造
        4.1.1 Euler-Bernoulli直梁单元
        4.1.1.1 拉压刚度与扭转刚度
        4.1.1.2 弯曲刚度
        4.1.2 Timoshenko退化曲梁单元
        4.1.3 Nitsche方法与本质边界条件问题
    4.2 加筋壳的等几何分析
        4.2.1 Nitsche方法概述
        4.2.2 壳-壳耦合问题
        4.2.2.1 问题描述
        4.2.2.2 位移耦合及平滑过渡的转角耦合
        4.2.2.3 以一定角度相交的转角耦合
        4.2.2.4 刚度阵管理
        4.2.3 梁-梁耦合问题
        4.2.4 梁-壳耦合问题
        4.2.5 加权非对称Nitsche方法
    4.3 数值算例
        4.3.1 平面加筋板
        4.3.2 曲面加筋板
    4.4 本章小结
5 等几何分析在船体结构分析中的应用
    5.1 船体分段结构的表达
    5.2 板壳IGA模型在船体结构分析中的应用
        5.2.1 弯曲载况
        5.2.2 扭转载况
        5.2.3 结果分析
    5.3 加筋壳IGA模型在船体结构分析中的应用
        5.3.1 弯曲载况
        5.3.2 扭转载况
        5.3.3 结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(7)空间相机光机结构集成优化设计方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 空间相机光机结构设计与优化技术的国内外研究现状
        1.2.1 空间相机光机结构的研究现状
        1.2.2 光机结构优化技术的研究现状
    1.3 集成光学性能响应量优化方法的技术难点
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 光机结构的光学性能评价方法研究
    2.1 引言
    2.2 光学系统的光线追迹分析
        2.2.1 理论基础
        2.2.2 反射光线和折射光线的追迹
        2.2.3 视轴稳定性误差和系统波前误差的理论分析
        2.2.4 某同轴折反式空间相机光学系统光线追迹结果
    2.3 线性光学模型的建立
        2.3.1 光学模型线性化方法
        2.3.2 某同轴折反式空间相机光学模型线性化
    2.4 初始光机结构设计
    2.5 初始结构的光机集成分析
        2.5.1 镜面性能分析方法
        2.5.2 镜面分析结果
        2.5.3 光机集成分析结果
    2.6 本章小结
第3章 集成光学性能响应量的构型优化设计
    3.1 引言
    3.2 光机结构拓扑优化模型
        3.2.1 材料属性插值模型
        3.2.2 性能响应灵敏度分析
        3.2.3 可制造性约束
        3.2.4 集成视轴稳定性误差和波前误差拓扑优化模型
    3.3 主反射镜构型优化
        3.3.1 主反射镜性能需求
        3.3.2 拓扑优化数学模型
        3.3.3 拓扑优化结果
    3.4 主支撑背板构型优化
    3.5 次镜主支撑构型优化
        3.5.1 次镜主支撑结构性能需求
        3.5.2 拓扑优化数学模型
        3.5.3 拓扑优化结果
    3.6 设计结果性能评估
    3.7 本章小结
第4章 尺寸参数的光学敏感性分析与集成优化设计
    4.1 引言
    4.2 参数敏感性分析方法
        4.2.1 基于拉丁超立方随机抽样与回归分析的试验设计法
        4.2.2 回归分析模型检验
    4.3 尺寸优化模型与求解
        4.3.1 集成视轴稳定性误差和波前误差尺寸优化模型
        4.3.2 多目标优化问题求解方法
    4.4 主反射镜和主支撑尺寸优化
        4.4.1 主反射镜和主支撑的参数化
        4.4.2 尺寸参数敏感性分析结果
        4.4.3 尺寸参数多目标优化设计结果
    4.5 主支撑背板尺寸优化
    4.6 设计结果性能评估与对比
    4.7 本章小结
第5章 光机结构性能稳定性分析与试验
    5.1 引言
    5.2 组部件稳定性测试
        5.2.1 形位误差检测
        5.2.2 主镜面形检测
    5.3 整机动力学性能稳定性分析与试验
        5.3.1 仿真分析
        5.3.2 振动环境模拟试验
        5.3.3 试验结果及其与仿真分析对比
    5.4 整机静力学性能稳定性试验验证
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
        6.1.1 论文结论
        6.1.2 论文创新点
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(8)CNSBS曲面拼接方法的设计与实现(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 引言
    一、曲面拼接技术的研究背景及现状
        (一)研究背景
        (二)研究现状
    二、论文的选题意义
    三、论文结构安排
第二章 B样条曲线曲面的构建
    一、B样条简介
    二、B样条曲线
        (一)B样条曲线定义
        (二)B样条曲线性质
        (三)均匀B样条曲线
    三、B样条曲面
        (一)B样条曲面定义
        (二)B样条曲面性质
        (三)均匀B样条曲面
    四、Coons曲面
        (一)双线性Coons曲面
        (二)第一类Coons曲面
        (三)第二类Coons曲面
    五、NURBS曲面
    六、本章小结
第三章 曲面拼接算法的理论基础
    一、曲线、曲面连续性条件
        (一)参数连续性
        (二)几何连续性
    二、曲面光顺
        (一)光顺准则
        (二)不光顺的原因
        (三)光顺处理方法
    三、本章小结
第四章 CNSBS曲面拼接算法的设计与实现
    一、曲面拼接方法介绍
        (一)偏微分方程法
        (二)能量优化法
        (三)蒙皮构造法
        (四)结式消元法
        (五)N-1 条边法
    二、CNSBS曲面拼接算法的设计与实现
        (一)CNSBS曲面
        (二)设计流程
        (三)算法改进
        (四)实现过程
    三、本章小结
第五章 结论
    一、本文所做的工作和创新点
    二、展望
参考文献
个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文
致谢

(9)基于深度学习的简易几何建模研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 基于手绘草图的几何建模
        1.2.2 基于单张图像的三维重建
    1.3 研究问题与挑战
    1.4 本文主要贡献及结构安排
第2章 基于不同表达的简易几何建模综述
    2.1 基于体素表达的几何建模
        2.1.1 体素表达
        2.1.2 基于体素的生成模型
    2.2 基于深度图/法向图表达的几何建模
        2.2.1 深度图/法向图表达
        2.2.2 基于深度图/法向图的生成模型
    2.3 基于参数化表达的几何建模
        2.3.1 参数化表达
        2.3.2 基于参数化表达的生成模型
    2.4 基于点云表达的几何建模
        2.4.1 点云表达
        2.4.2 基于点云的生成模型
    2.5 基于网格表达的几何建模
        2.5.1 网格表达
        2.5.2 基于网格的生成模型
    2.6 基于隐式表达的几何建模
        2.6.1 隐式表达
        2.6.2 基于隐式表达的生成模型
    2.7 基于混合表达的几何建模
    2.8 本章小节
第3章 基于手绘草图的有机物体建模系统
    3.1 引言
    3.2 算法设计
        3.2.1 整体网格生成算法
        3.2.2 局部细节生成算法
        3.2.3 端到端的生成网络
    3.3 数据集构建
        3.3.1 动物头数据集的构建
        3.3.2 草图数据集的构建
    3.4 系统界面设计
        3.4.1 草图绘制界面
        3.4.2 模型编辑界面
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 视觉结果
        3.5.2 实验对比
    3.6 本章小节
第4章 基于手绘草图的人造物体建模系统
    4.1 引言
    4.2 算法设计
        4.2.1 部件生成算法
        4.2.2 部件组装算法
    4.3 系统界面设计
        4.3.1 基于部件的多图层草图设计
        4.3.2 基于部件的空间摆放调整
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 实验设计与训练
        4.4.2 基于整体和基于部件的草图建模对比
        4.4.3 基于不同表达方式的对部件生成对比
        4.4.4 基于不同策略的部件组装对比
        4.4.5 系统鲁棒性分析
        4.4.6 成果展示
    4.5 本章小结
第5章 基于单张图像的物体建模系统
    5.1 引言
    5.2 算法设计
        5.2.1 算法概述
        5.2.2 初始体素生成
        5.2.3 隐式场引导的体素优化
        5.2.4 面向联合学习的点云生成
        5.2.5 端到端的联合训练
        5.2.6 高精度体素生成
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 实验设计与训练
        5.3.2 实验对比
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 本文工作展望
        6.2.1 基于传统方法与深度学习相结合的几何建模
        6.2.2 基于结构学习的几何建模
        6.2.3 基于新型表达学习的几何建模
        6.2.4 基于多模态学习的几何建模
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(10)增材制造中的结构设计与路径规划问题(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 增材制造
        1.1.1 研究背景及意义
        1.1.2 研究进展
    1.2 结构设计
        1.2.1 研究背景及意义
        1.2.2 研究进展
    1.3 本文结构安排
第2章 基础知识
    2.1 弹性力学的基础知识
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 基本方程
    2.2 弹性力学数值处理方法
        2.2.1 有限元分析方法
        2.2.2 等几何分析方法
    2.3 拓扑优化算法
        2.3.1 均匀化理论
        2.3.2 变密度法理论
        2.3.3 正则化处理
第3章 带有应力约束的拓扑优化问题
    3.1 引言
    3.2 应力约束问题的挑战
    3.3 基于有限元的带有应力约束的拓扑优化问题
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 灵敏度分析
        3.3.3 结果分析与讨论
    3.4 基于等几何分析的带有应力约束的拓扑优化问题
        3.4.1 模型建立
        3.4.2 灵敏度分析
        3.4.3 结果分析与讨论
    3.5 基于有限元与等几何分析的拓扑优化计算比较
    3.6 本章小结
第4章 可微的微结构设计
    4.1 引言
    4.2 算法描述
    4.3 灵敏度分析
    4.4 结果分析与讨论
        4.4.1 评价方法
        4.4.2 算法比较
        4.4.3 算法参数讨论
    4.5 本章小结
第5章 增材制造领域中的路径规划问题
    5.1 引言
    5.2 边界复杂模型的打印路径规划
        5.2.1 算法描述
        5.2.2 结果分析与讨论
    5.3 拓扑复杂模型的打印路径规划
        5.3.1 算法描述
        5.3.2 结果分析与讨论
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

四、曲线设计中形状控制的加权有理插值方法(论文参考文献)

  • [1]基于多源数据挖掘的航空发动机齿轮箱故障诊断研究[D]. 沈君贤. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [2]基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法[D]. 乔发杰. 大连理工大学, 2021(01)
  • [3]弹性平面问题等几何分析与键基近场动力学耦合算法研究[D]. 孟祥慧. 大连理工大学, 2021(01)
  • [4]基于多元信息融合的身管内膛参数测试及信号特征提取研究[D]. 马叶琴. 中北大学, 2021(09)
  • [5]基于曲面约束和误差修正的图像放大[D]. 周浩. 山东工商学院, 2021(12)
  • [6]空间加筋壳结构IGA技术及其在船体结构分析中的应用[D]. 王尧. 大连理工大学, 2021(01)
  • [7]空间相机光机结构集成优化设计方法研究[D]. 邵梦旗. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
  • [8]CNSBS曲面拼接方法的设计与实现[D]. 张心慈. 沈阳师范大学, 2021(09)
  • [9]基于深度学习的简易几何建模研究[D]. 杜冬. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [10]增材制造中的结构设计与路径规划问题[D]. 翟晓雅. 中国科学技术大学, 2021(09)

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曲线设计中形状控制的加权有理插值法
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