当前位置：文档之家 › 基于Open CASCADE的复杂曲面零件快速分割

基于Open CASCADE的复杂曲面零件快速分割

  • 格式：pdf
  • 大小：1.57 MB
  • 文档页数：3

叶片 的叶轮 为代 表 ，在 数控 加工 过程 中整 体工 艺参 数受 局 部 分流 小叶 片特 征 的限制 。然 而 ，分流 小 叶片加 工面
积 占叶轮整 体加 工面 积 的 比例 过 小 ，确定 的整 体加 工工 艺对 分 流 小叶 片外其 他 加工 区域 过于 保 守， 因此严 重制
割 。首 先 ，将 已有 的待 加 工 曲面 模 型转 换 成 Ｉ Ｇ Ｅ Ｓ 格 式
ＸＵ Ｑｉ ａ ｎ ｇ 。 ＭＡ Ｊ ｉ ａ ｎ ． ｗｅｉ 。Ｊ Ｉ Ａ Ｚｈ ｅ ｎ ． ｙ ｕ ａ ｎ
（ 大连理工大学 机械工程学院 ，大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ）
摘
要： 基于Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｃ Ａ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ 内核和 Ｖ Ｃ 编程技术 ， 建 立复 杂曲面模型零件的快速分割系统。通过离散 导入 的Ｉ Ｇ Ｅ Ｓ 曲面模型 ，提取 离散后曲面 片的边界信息 ，构造曲面片 的特征 长方体 ，并 以此 获 得 曲面片的特征 尺寸组 。对曲 面片依照主特征 尺寸排序 和分组后 完成复杂曲面模 型的快速分 割 。通过叶轮模 型的快速分割 ，验证 了分 割系统对 一般具有局部 特征 的复杂 曲面零件分割 的
基于Ｏ ｐ ｅ ｎ Ｃ Ａ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ 的 复杂 曲面 零件 快 速 分 割
Ｆ ａｓ ｔ ｓｅｇｍ ｅｎ ｔ ａｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｃｏｍ ｐｌ ｅｘ ｃｕｒ ｖｅｄ ｓｕｒ ｆ ａｃｅ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ０ ｐｅｎ ＣＡＳＣＡＤ Ｅ
许 强 ，马建 伟 ，贾振 元
可行性和有效性。 关键 词 ： 复杂 曲面模型 ；特征尺寸组 ；快速分割 ；Ｏ Ｃ Ｃ － Ｖ Ｃ 编程
中图分类号 ：Ｔ Ｐ３ ９ １ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ （ 下） －０ ０ ２ ６ － ０ ３
Ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ （ 下） ． ０ ８
出 的特 征 与 剩 余 加 工 区域 可 以分别 在 Ｃ ＡＭ环境 中选 取
各 自的最 适 加工 参数 生成 加 工代码 ，经整合 后最 终 实现 复杂 曲面 模型 的快速 加 工 。
数 ，生 成独 立文 件 的加 工代码 ，经整 合最 终实 现数 控装 备上 的 高效 加工 。 目前 曲面分 割技 术还 主要 应用 于 生物 医学 立 体 图 像识 别 ” 和逆 向工 程 。 等 领 域 ，针对 提 高数 控加 工 效果 的 曲面分 割技 术很 少 。常用 的三 维 曲面 分割 算法 包括 传统 的 分水 岭算 和ｋ ． ｍｅ ａ ｎ ｓ 法 以及 新兴 的神 经 网络 算法 隅 等 都是 由点云驱 动 的复杂 算法 ，且分 割 结果 很难 实现 与数 控加 工后 置 处理器 问直 接 有效 的数
工 区域 快速 分割 系统 ，实现 复杂 曲面 某些 的快速 分 割 ， 为具有 局部特 征的复杂 曲面零件 高效率 加工奠定 基础 。
加复杂，部分局部几何特征的加工精度也要求更高。而 带有这些局部几何特征的曲面零件由于其特殊结构和难
加工材 料 的应 用加 工 效率较 低 ，零件 整 体采 用单 一 的加
并 输 入 到０ｃＣ环 境 中 。利 用Ｉ ＧＥ Ｓ 文 件 中 的裁 剪 曲面曲面 片 。接 着 ，利 用 曲
面 片 的边 界信息 建立 包含 曲面片 的特 征长 方体 。然 后 ，
约 了该 叶轮整 体 的加工 效率 。
研 究 复 杂 曲面 模 型 快 速 分 割 方 法 ，将 分 流 小 叶片
工 参 数很 难适应 高端装 备 的快速 发展 需求 。以带 分流 小
１ 复杂 曲面模 型快速 分割流程
将复杂 曲面模型视为一组曲面片的集合，模型上的
每 个 曲面 片均可 用一 组特 征 长度 线段 表示 ，通 过对 特征
长度 线 段组 的排 序和 分类 ，最 终 实现 曲面模 型 的快 速分
据传 递 。
２ Ｉ ＧＥ Ｓ 数据 接 口
Ｉ ＧＥ Ｓ 定 义 了一套 用 于Ｃ ＡＤ／ ｃ ＡＭ系统 中 常用 的几何 和 非 几何 数据 交换 格式 ，以其独 特和 易 于理 解 的文件 结
构 被 广 泛 的 应用 于 各 类 Ｃ ＡＤ ／ Ｃ Ａ Ｍ系 统 中 。基 于 Ｏ Ｃ Ｃ — Ｖ Ｃ 实现 Ｉ Ｇ Ｅ Ｓ 文件 根 代码 的全 部读 取 并转 换 为０ Ｃ Ｃ内部 可 以识 别 的Ｔ ｏ ｐ ｏ ＤＳ — Ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ￣主 要代码 ：
０ 引 言
复 杂 曲面 零 件 作 为 高 端 设 备 的关 键 零 件 在 航 空 航 天 、能源 动 力 、汽车 等行 业有着 广 泛 的应用 。但 是 随着 对 高 端装 备性 能 需求 的不 断提 高 ，关键 零件 的结 构也 愈
ｃ ＡＳ Ｃ ＡＤ Ｅ（ ＯＣ Ｃ）应用 程 序框 架 “ … ，结合 ＶＣ６ ． ０ 编 程 环境 ，选 取Ｉ ＧＥ Ｓ 格 式作 为数据 接 口，开 发 了复杂 曲面加
Ｉ ＧＥＳ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｒｅ ａ ｄ ｅ ｒ Ｒｅ ａ ｄ ｅ ｒ ；
＿
为 实 现 具 有 局 部 特 征 的 复杂 曲面 零 件 加 工 区域 的
快速 分 割 ，本 文 提 出 了 一 种 算法 简 单但 分 割 效 果 良好 的特 征 尺 寸驱 动 的 曲面 模 型快 速 分 割 方 法 。基 于 Ｏｐ ｅ ｎ
利用特征长方体包含 的特征长度，对这曲面片进行排序
和 分组 ， 并实现 曲面 模 的快速 分割 。最后 ，根据 分割 结
果 将 局部 特 征 曲面 提取 并 以Ｉ ＧＥＳ 文件 格 式 输 出 。提 取
（ 局 部特 征 ）从 叶轮 整 体 （ 整体 模型 ） 中分离 出来 ，并
分别 选取 已分离 的 曲面和 剩余 加 工区 域上 的最优 加 工参

合集下载

基于Open CASCADE的曲面法线方向计算

基于Open CASCADE的曲面法线方向计算

基于Open CASCADE的曲面法线方向计算作者：李都宁毛力奋原力王普勇蒋光南来源：《电脑知识与技术》2019年第23期摘要：法线方向是曲面的重要参数，在计算图形学中被广泛使用，如场景中的光照及阴影效果、法线贴图效果、三维网格生成等，准确计算得到曲面上某点的法线对各类图形效果处理的质量具有重要的意义。

本文利用Open CASCADE图形库，对其中的曲面几何对象的法线方向计算方法进行了分析，提出计算曲面法线方向的稳健性方法，并对比了不同计算方法所得到的法线对网格划分产生的效果，验证了曲面法线方向计算过程的有效性。

关键词：Open CASCADE;曲面法线;BREP中图分类号：TP393; ; ; ; 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）23-0287-04开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Open CASCADE（Open Computer Aided Software for Computer Aided Design and Engineering）是由法国Matra Datavision公司开发的CAD软件系统，是世界上最重要的开源几何造型基础软件平台，它的存在大大方便了各类科研组织进行相关的图形学研究。

该图形库是基于OpenGL开发的专用CAD类库，提供了CAD模型建模与操作、CAD模型格式读取与保存等功能，广泛应用于CAD软件开发、CAE仿真软件设计等方面。

曲面上某点的法线方向指的是在该点处与表面垂直的方向，对于平面来说，平面上各点的法向是一样的，对于曲面来说，各点的法线方向则并不相同。

法线方向作为曲面的重要属性，在图形学领域中被大量使用[1]，其正确性对图形场景中的光照、阴影效果、贴图效果等有直接影响。

将曲面的法线信息应用于CAE软件网格划分过程中，能够改善划分网格的质量。

通常情况下曲面法线计算有两种方式，一种是微分法，通过曲面数学方程计算[2]。

另一种是平均邻接面法，通过曲面的离散化三角形计算。

Open_CASCADE学习笔记-曲面建模

Open_CASCADE学习笔记-曲面建模

假如要在拓扑层面(topology level)生成直纹曲面，可以利用两条边(edges) 生成 面(face)或者使用两个环(wire)生成壳体(shell)。可以使用 BRepFill 来完成这个 任务： TopoDS_Edge anEdge1 = ...; TopoDS_Edge anEdge2 = ...; TopoDS_Face aFace = BRepFill::Face (anEdge1, anEdge2);
这段代码是从 CAD Exchanger 中摘录的，用来转换 ACIS 中的 sum_spl_sur， 其中曲面是由两根曲线来定义。
缺省情况下，扫略曲面会生成 B 样条曲面，可以是有理样条曲面也可以是多项 式样条曲面，这依赖于 Perform()方法中的参数。假如你想生成基本曲面(圆环面 torus，圆柱面 cylinder，球面 sphere 等)，当曲线配置允许的情况下(when curves configuration allows)，可以调用函数 GenerateParticularCase()，并将参数设置 为 Standard_True。
TopoDS_Wire aWire1 = ...; TopoDS_Wire aWire2 = ...; TopoDS_Face aShell = BRepFill::Shell (aWire1, aWire2);
图 2 是位于直纹曲面上的具有两个面(face直纹曲面上的具有两个面的壳体 当使用 BRepFill::Shell()时，环(wires)必须包含相同数量的边(edges)。假如不相 等 ， 可 能 需 要 重 新 逼 近 生 成 (re-approximate) 这 些 边 。 例 如 ， 可 以 使 用 ShapeAlgo_Container::HomoWires() 或 者 其 他 相 似 的 算 法 ， 或 者 使 用 BRepAdaptor_CompCurve 转换器和 Approx_Curve3d 重新逼近生成环。后者 可以将环变成一条 B-样条曲线(B-Spline)，这样就可以使用 GeomFill 生成直纹 曲面，也可以将曲线(curve)转换为 TopoDS_Edge 类型的拓扑边从而使用 BRepFill 生成直纹曲面。
occ 分割曲面 -回复

occ 分割曲面 -回复

occ 分割曲面-回复使用OCC 分割曲面的过程需要经历以下步骤：几何建模、网格生成、曲面参数化、曲面拆分和曲面平滑。

下面将详细解释每个步骤。

第一步：几何建模几何建模是指利用成型软件（如CAD软件）创建和编辑曲面模型。

在构建前先规划好曲面分割的大致方案，根据具体要求选择适合的建模方法。

将曲面模型从CAD软件导出为标准几何数据格式，如IGES或STEP，以便后续处理。

第二步：网格生成网格生成是将几何模型分割成许多小单元（网格单元），分割网格是建模和分析、仿真的基础。

网格分割可以通过直接将曲面模型转化为三角形网格或四边形网格完成。

目前几何模型转换为网格的方法有几何法、代数法以及混合法等。

对于OCC 工具包，可以使用其中的网格生成算法来实现网格生成操作。

第三步：曲面参数化曲面参数化是将曲面模型变换为一个可用参数表示的形式，使曲面上点的位置可以由参数化的坐标来表示。

参数化过程常用的方法有B样条曲线/曲面、NURBS曲线/曲面等。

参数化后的曲面可以更方便地进行后续操作，如拆分、修改等。

OCC 提供了参数化曲线和曲面的工具和函数库，可以根据需要进行调用。

第四步：曲面拆分曲面拆分是指将一个复杂的曲面分割成多个小块，以便于后续操作。

拆分曲面可以根据实际需要选择不同的方法，如使用B样条曲面拆分、切割面拆分、CAD软件的拆分工具等。

拆分后的曲面可以更好地进行后续处理和编辑。

第五步：曲面平滑曲面平滑是指使拆分后的曲面更加光滑和自然。

曲面平滑可以通过调整曲面控制点的位置或者应用光滑变换等方法来实现。

对于OCC 工具包，常用的曲面平滑方法有均匀法、加权法和逆矩阵插值法等。

根据实际需要和效果，选择适当的曲面平滑方法，对曲面进行平滑处理。

通过以上步骤，我们可以成功地使用OCC 分割曲面。

这个过程涉及到几何建模、网格生成、曲面参数化、曲面拆分和曲面平滑等步骤，每个步骤都有自己特定的方法和工具，根据实际需求选择合适的方法和工具进行操作。

基于Open CASCADE的曲面网格生成平台的开题报告

基于Open CASCADE的曲面网格生成平台的开题报告

基于Open CASCADE的曲面网格生成平台的开题报告一、课题背景和研究意义曲面网格在计算机图形学、CAD/CAM、虚拟现实、计算机辅助设计等领域有着广泛的应用，其在数字化设计、制造、检测、模拟等过程中发挥着重要作用。

曲面网格的生成是曲面处理的核心问题之一，常常需要通过三维建模软件或手动操作来完成。

为了提高效率和精度，需要采用自动化的曲面网格生成方法。

但现有的曲面网格生成软件大多是商业软件，且许多开源软件没有稳定性和精度方面的保证。

因此，本课题旨在基于Open CASCADE（一种在机械/OEM工程、CAD、CAE领域广泛应用的三维建模平台）开发一种高效稳定的曲面网格生成平台，解决当前开源曲面网格生成软件的问题，为工程及科研领域提供可靠的曲面处理工具。

二、研究内容本文研究内容主要包括以下方面：1.曲面拟合及其算法对于给定的曲线或网格点集，采用曲线拟合或曲面拟合算法来生成曲线或曲面，并利用Open CASCADE中的曲面拟合工具对生成结果进行分析和优化。

2.曲面网格生成及其算法利用生成的曲面和其他几何对象，采用曲面网格算法生成曲面网格模型，并在这一步进行模型的进一步优化，去除多余的点和线。

3.平台设计和实现借助Open CASCADE平台提供的功能，开发曲面网格生成平台，实现曲面拟合、曲面网格生成、模型优化等基本功能，并支持模型的输入和输出。

三、研究方法本研究采用以下科学方法：1.文献研究法对现有曲面拟合和曲面网格生成算法进行深入研究，总结其适用范围、优缺点和改进空间。

2.实证研究法利用实验数据和实验验证的方法对所研究的算法和平台进行性能和精度测试。

3.统计分析法对实验数据和算法结果进行统计、分析和比较，总结其优缺点和改进方向。

四、预期结果实现基于Open CASCADE的曲面网格生成平台，包括曲面拟合、曲面网格生成和模型优化等基本功能，并能支持模型的导入和导出。

在平台上实现的曲面网格生成算法具有较高的精度和稳定性，能够满足工程和科研应用的需求。