自由变形

摘要： 为了实现消费级非专业设计者,能在自由创意建模过程中实现创新创意的自由表达。本文通过研究三维点云结构、网格变形技术和细分算法,提出了新的基于自适应细分的创意变形技术,通过交互实现对三维模型的局部变形和细分,达到模型形变的精细级控制,使得非专业用户可以像“捏橡皮泥”一样自由地通过雕刻、拖拽等功能进行创意设计。

摘要： 为了实现消费级非专业设计者,能在自由创意建模过程中实现创新创意的自由表达.本文通过研究三维点云结构、网格变形技术和细分算法,提出了新的基于自适应细分的创意变形技术,通过交互实现对三维模型的局部变形和细分,达到模型形变的精细级控制,使得非专业用户可以像"捏橡皮泥"一样自由地通过雕刻、拖拽等功能进行创意设计.

摘要： 为解决冲压翼伞充气耦合计算中柔性伞衣织物的折叠建模这一关键技术难题,根据柔性伞衣真实的物理折叠特点,引入自由变形思想,提出针对多气室柔性伞衣织物的展向折叠建模方法.采用直接约束型曲面变形技术,通过控制节点移动实现曲面变形,基于坐标矩阵变换对柔性伞衣织物进行展向压缩折叠;并用初始应力方法修正几何误差,使折叠模型具有初始本构力学特征.对翼伞柔性伞衣织物建立展向折叠模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行充气过程的流固耦合计算,得到充气过程中结构动力学变化及非稳态流场的分布情况,与空投实验进行对比分析,证明了基于自由变形的新型柔性伞衣织物折叠建模方法的准确性与可行性.

摘要： 为了研究具有较好水动力性能的水翼外形,本文采用了自由变形方法对NACA0012水翼外形开展外形优化设计研究,建立了一套外形优化设计框架.外形优化设计框架采用基于非均匀有理B样条的自由变形方法实现水翼的外形参数化;经流场仿真后由序列二次规划算法进行优化迭代.利用优化框架分别对NACA0012水翼进行了单点及多点外形优化设计.优化目标旨在提高水翼的升阻比,在满足体积和厚度约束的条件下,优化结果表明:单点及多点设计下升阻比分别提升了8.46％和8.47％,水翼外形得到了较好的优化.

摘要： 为简化伸缩变形计算过程,针对代数曲线和参数曲线,提出一种具有区域峰值的伸缩因子曲线变形方法.首先基于Hermite插值基函数构造一种多项式伸缩函数,然后建立带有伸缩参数的伸缩因子,最后将伸缩因子作用于曲线,促使曲线沿指定方向产生变形.在变形过程中,通过改变伸缩因子中的形状控制参数,实现曲线整体、局部以及周期变形效果.大量数值实例证明,该方法计算量小,便于理解和操作,可获得适用于不同设计要求的旋转曲面和外形轮廓线.与其它方法相比,该方法不仅可用于参数型曲线,还可用于隐式表示的代数曲线,丰富了隐式曲线的变形效果.

摘要： 水下滑翔机发展至今大体上可以分成2个大类:常规布局外形水下滑翔机与非常规布局水下滑翔机.翼身融合水下滑翔机作为一种非常规布局水下滑翔机,因其独特的流体外形布局,具有更好的流体动力特性.但设计出具有优秀水动力性能的翼身融合水下滑翔机外形较为困难,因此开展翼身融合水下滑翔机外形优化设计研究工作具有十分重要的意义.开展基于自由变形(FFD)的翼身融合水下滑翔机外形优化设计研究,以FFD参数化方法为核心,与CFD求解器、优化算法、网格变形方法相耦合,组成了完整的自动外形优化设计框架,并用该框架开展了翼身融合水下滑翔机外形优化设计工作.以翼身融合水下滑翔机下沉和上浮一个工作周期的平均阻力系数为目标函数,在考虑体积约束的条件下开展外形优化设计,优化结果表明翼身融合水下滑翔机的滑翔性能得到了明显提升.

摘要： 针对跨声速宽体客机机翼、机身、短舱、挂架、平尾、垂尾全机构型中各部件之间存在的气动干扰和力矩耦合问题,采用多块拼接自由变形(FFD)方法进行全机多部件的参数化,利用雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)进行流场求解,结合离散伴随技术和序列二次规划优化算法进行考虑短舱安装参数变化和平尾配平的气动外形优化设计.经过优化之后,短舱附近机翼的压力分布形态变光顺,设计点阻力减小3.82％,并且获得了无激波的压力分布形态.

摘要： 建立封隔器胶筒的有限元分析模型,模拟胶筒的变形过程,对氢化丁腈橡胶(HNBR)胶筒在自由变形与约束变形阶段的稳定性进行分析.分析不同高径比下,HNBR、 丁腈橡胶(NBR)、 氟橡胶(FKM)和聚氨酯橡胶(PU)4种材料在自由变形阶段所需要的使胶筒与套管刚好接触的最小载荷,以及约束变形阶段使胶筒变形从不稳定到稳定所需稳定载荷值.结果表明:高径比与材料的差异会使胶筒在自由与约束变形阶段出现稳定变形与不稳定变形两种分化现象;不同的高径比下,材料差异对自由变形阶段所需的最小载荷及约束变形阶段所需载荷的变化趋势影响不明显,但对载荷值有显著影响;4种材料中,PU材料对自由变形阶段所需要的使胶筒与套管刚好接触的最小载荷,及约束变形阶段使胶筒变形从不稳定到稳定变形所需载荷值最高,然后依次是HNBR、NBR和FKM.HNBR与NBR在高径比小于1.234,FKM与PU在高径比小于1.225时,不会出现胶筒不稳定变形的情况.

摘要： 通过将氧化钙-硫铝酸钙(CA)膨胀剂与MgO膨胀剂复配获得了一种多膨胀源膨胀剂,并试验研究了掺该膨胀剂高强混凝土的抗压强度、限制膨胀率及自由体积变形性能.结果表明:掺入该多膨胀源膨胀剂等量替代水泥对混凝土的抗压强度会造成一定程度的下降,但影响程度较小;在前期水养条件下,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土其膨胀速率先增大后减小,28 d转干养条件下,其膨胀会出现回落,但混凝土仍处在膨胀状态.自由变形试验中,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土在密封养护条件下,先后经历了"膨胀-收缩-再膨胀"三个变形阶段;而干燥养护条件下,则先后经历了"收缩-膨胀-再收缩-再膨胀"四个变形阶段.

摘要： 采用自由变形技术实现对RAE2822跨声速翼型表面的参数化,采用试验设计方法对设计参数进行计算流体力学数值模拟样本训练,最后采用Kriging代理模型和MIGA、NLPQL优化算法进行优化分析,将得到的优化变量进一步进行计算流体力学分析获得最后的优化结果.计算结果显示,自由变形参数化方法简单易行,可实现直接对网格的变形;优化的结果相比于原始翼型,升阻比增加了57.2％,从而证明了本文方法的可行性和有效性.

摘要： 几何外形参数化在气动外形数值优化中占有重要地位。尽管数值优化算法已经比较成熟，但因复杂外形参数化复杂，限制了它在复杂气动外形上的广泛应用。本文以二维翼型变形为例，介绍了自由变形技术(FFD)的基础理论，并详细说明了自由变形方法的基本步骤，最后给出了圆柱外形、外形与网格同步变形、整流罩外形等几种不同的变形应用算例．这些算例对气动外形优化设计过程中的变形问题，有一定的参考价值。

摘要： 本文建立了基于NURBS(非均匀有理B样条)的机翼自由变形方法。通过对DLR-F6飞机机翼进行实例分析，表明文中方法能有效表述其翼面局部及大范围内型面自由变形特性，并且保证了控制点的局域性质。基于NURBS曲面的自由变形方法很适合于对飞行器进行局部修形以提高整体空气动力学性能，在气动外形造型和优化设计方面有很好的应用前景。

摘要： 本文采用自由变形技术(FFD)实现船体表面几何的自动变形与重构,并将其与CFD数值评估技术和最优化理论相结合,建立了以高精度数值评估优化为特征的船型设计方法/模式.以300T级渔业调查船作为设计对象,总阻力作为目标函数,采用粒子群优化算法(PSO)对船舶整体线型进行了自动优化设计,结果表明:在满足工程约束条件下,最优方案总阻力在航速范围内总阻力收益十分显著,在设计航速时模型总阻力减小了22.0％,剩余阻力系数减小了33.4％,充分证实了文中使用的船型优化设计方法的优越性.

摘要： 通过对自由变形方法和GPU绘制等技术的研究,提出并实现了一种基于GPU的网格变形算法,算法原理上是利用目前GPU的高速运算能力和可编程性,直接通过GPU计算控制点和网格顶点之间的距离权重函数,对网格顶点进行位移,从而产生网格形变。算法实现简单、高效,并且不需要任何预处理计算和面片之间的连接信息。实验表明算法大大提高了绘制速度,具有良好的实时交互性能。

摘要： 设计一个快速的交互式工具支持概念设计,将细分曲面及自由变形技术应用到计算机辅助概念设计(CACD)中;在t-FFD算法基础上,提出了基于细分曲面的自由变形算法思想,将两者相融合,克服了t-FFD算法为获得光滑变形采用的距离加权融合方法的不足,使变形空间更光滑,变形更快速.应用该算法开发的CACD系统可提供用户一个方便快捷的设计工具,提高设计效率,优化变形效果。

摘要： 现代战场对飞行器的生存能力和作战效能提出了更高的要求,使得隐身性能成为飞行器设计要求的一项越来越重要的设计指标.针对复杂飞行器隐身优化设计问题,本课题组开发了一套复杂飞行器几何参数化与隐身优化设计软件.软件采用自由变形(Free-FormDeformation,简称FFD)外形参数化技术对复杂飞行器几何外形参数化,结合RCS(RadarCross Section)求解器、代理模型和单目标、双目标优化算法,实现对飞行器外形的隐身优化设计.对不同外形飞行器的测试显示,该软件有较强的对复杂飞行器几何外形的描述能力和变形能力,适合复杂飞行器外形的参数化和隐身优化设计.

摘要： 本文提出了一种新颖的三角网格模型形状修改方法。将三角网格模型进行参数曲面重建，得到三角网格模型与参数曲面的映射关系。构造一定的变形矩阵使其能修改参数曲面的形状，以建立的映射关系为媒介，从而改变三角网格模型的形状。通过人机交互的手段，给定进行形状修改的区域以及各项控制参数，实现所需的变形效果。

摘要： 本文提出了一种新颖的三角网格模型形状修改方法。将三角网格模型进行参数曲面重建，得到三角网格模型与参数曲面的映射关系。构造一定的变形矩阵使其能修改参数曲面的形状，以建立的映射关系为媒介，从而改变三角网格模型的形状。通过人机交互的手段，给定进行形状修改的区域以及各项控制参数，实现所需的变形效果。

摘要： 本文提出了一种新颖的三角网格模型形状修改方法。将三角网格模型进行参数曲面重建，得到三角网格模型与参数曲面的映射关系。构造一定的变形矩阵使其能修改参数曲面的形状，以建立的映射关系为媒介，从而改变三角网格模型的形状。通过人机交互的手段，给定进行形状修改的区域以及各项控制参数，实现所需的变形效果。

摘要： 本发明公开了一种基于自由设站归算算法的工程施工变形监测方法，包括通过全站仪对已知站点和监测点进行监测，得到已知站点监测数据；在自由站点上布置全站仪，得到自由站点监测数据；将每次从自由站点获得的自由站点监测数据从自由坐标体系中转换为与全站仪标准坐标体系对应的归算监测数据；计算归算监测数据的差值，获得工程施工变形的监测数据集合。本发明在首次监测时需要全站仪强制对中进行监测，在后续的连续监测过程中，全站仪可以在自由站点上进行监测，用归算监测数据来作为该次自由站点上的实际监测数据结果；本发明的方法能够大大降低监测操作难度，能够快速实现监测数据的采集，生成高精度的监测报表。

摘要： 一种利用1吨自由锻锤实现难变形高温合金密封环的自由锻造方法。它涉及一种利用1吨自由锻锤实现难变形高温合金密封环的自由锻造方法。本发明为了解决现有密封环锻造方法存在的工艺塑性较低、变形抗力大以及对于形状和变形复杂的锻件需要多火次锻造而导致能源浪费严重的问题。一、绘制锻件图和计算坯料尺寸；二、镦粗；三、冲孔；四、校型；五、修整。本发明采用固定式马架，工装底部设计成燕尾形状，同锻锤下底座相配合，并加锤销固定，解决了扩孔过程中易移动、锻件成型尺寸不易控制等问题，通过设计空心冲子，使其外径尺寸接近为密封环锻件内孔尺寸，使最终锻件的尺寸满足锻件图要求。锻件由6‑7火次锻造成型，降低为3火次，节约了能源。

摘要： 本发明公开了一种可释放热变形的高精度六自由度微位移工作台系统，其特征在于，包括底座、支撑层、转动层、平动层、三维靶镜、载物台以及连接机构；所述支撑层、转动层、平动层实现空间中的六自由度运动并通过连接机构将六自由度位移传递到三维靶镜、载物台上；所述底座上垂直固定有多个支撑层，多个所述支撑层上共同支撑连接所述转动层，所述转动层上连接所述平动层，所述平动层上通过连接机构与所述三维靶镜的Z面连接，所述载物台置于所述三维靶镜的Z面上。本发明通过设计“槽球配对”的热膨胀释放机构，有效减小温度变化时，不同材料间的热膨胀变形量的差异对微位移工作台精度造成的影响。

摘要： 本发明公开了一种难变形材料管材的差温自由弯曲成形装置和方法，包括等温加热装置和差温加热装置；等温加热装置用于在弯曲成形前将管件的弯曲段内外侧预加热到一个设定温度，使管材内外侧具有相同的初始温度；差温加热装置用于根据自由弯曲模具偏转方向和弯曲角度，对相应管件的预加热后的弯曲段内外侧采用不同的温度分别加热，外侧温度高于内侧温度；差温加热装置设置在压紧装置(11)和导向机构(5)之间，等温加热装置设置在压紧装置(11)和差温加热装置之间。本发明采用差温方法对钛合金等难变形材料管材进行相变温度下加热弯曲变形，减小管材的减薄/增厚率，降低截面扁平化程度，从而提高管材的弯曲性能。

摘要： 本发明公开了一种基于多连杆的单自由度少驱动全变形机翼机构包括固定设置的机翼前缘、与机翼前缘活动连接且弯度可变的机翼中部、与机翼中部活动连接且弯度可变的机翼后缘、分别与机翼前缘、机翼中部和机翼后缘相铰接并带动机翼中部和机翼后缘改变弯度的连杆组件以及为连杆组件驱动的动力组件，其中连杆组件包括连接斜杆、连接横杆、第一传动横杆、第一传动斜杆、第二传动横杆、第二传动斜杆、第三传动横杆、第三传动斜杆和第四传动横杆。本发明不仅能够实现机翼大范围的弯度变形，而且还能仅通过一个动力源就能实现整个机翼的联动变形。

摘要： 本发明实施例公开了一种能在宽变形缝下三向自由变形而立面连续的幕墙连接装置，包括：中间幕墙组设置于第一幕墙板与第二幕墙板之间，中间幕墙组与第一幕墙板以及第二幕墙板在立面上存在重叠；伸缩机构与中间幕墙组连接；第一转动机构连接于第一建筑主体与伸缩机构的第一端之间；以及第二转动机构连接于第二建筑主体与伸缩机构的第二端之间。当受到地震的冲击波或者大风的荷载作用下，伸缩机构可在外力作用下进行横向自适应伸缩运动，且同时第一转动机构和第二转动机构可提供中间幕墙组在水平方向以及竖直方向的转动自由度，即使中间幕墙组具备进行前后、左右和上下方向相对第一幕墙板和第二幕墙板错动的能力，且能够实现超大变形量，满足结构分缝的要求。

摘要： 本发明公开了一种适用于自由变形参数化的几何约束计算技术，包括过空间点Op沿设定方向与几何外形曲面相交的交点计算方法，以及应用该交点计算方法的厚度约束计算方法与系统、体积约束计算方法与系统；其中交点计算方法包括：1、对初始几何外形曲面进行三角形网格化，转换为由多个三角形平面组成的离散曲面；2、计算过空间点Op沿设定方向与离散曲面中三角形平面的交点O′p在笛卡尔坐标系中的坐标3、对几何外形曲面构建基于B样条的FFD控制体，将交点O′p嵌入所述FFD控制体中，计算交点O′p在所述FFD控制体的参数化局部坐标该方法能够高效计算空间点沿设定方向与几何外形曲面交点在FFD控制体的局部坐标，实现自由变形参数化下几何约束的计算。

摘要： 本申请涉及可自由变形的可吸收金属填补网及其制备方法，涉及生物补片领域，金属填补网由若干基本体构成，所述基本体包括边框和位于边框内的通孔，若干所述基本体通过边框穿过相邻边框的通孔的方式相连，相邻基本体之间可发生相对运动。金属填补网的制备方法为：将金属铸锭通过挤压制成线材；将线材弯曲并留有开口，形成基本体；将若干基本体通过开口相连，形成雏形填补网；封闭基本体的开口，形成成品填补网。本申请的金属填补网具有随着人体组织修复面进行贴合运动、降低损伤人体资质修复面可能性的效果。本申请的金属填补网的制备方法具有操作简单、可批量生产填补网的效果。

摘要： 本实用新型公开了一种平面外可自由变形抗震支撑，包括端部节点、斜撑和铅‑橡胶阻尼器，斜撑一端与端部节点连接，另一端与铅‑橡胶阻尼器连接，端部节点包括端部节点钢板，端部节点钢板嵌入于建筑主体中，所有端部节点定位于同一平面，铅‑橡胶阻尼器位于所有端部节点钢板所定位平面之外，支撑整体形状类似“X”形。在温度作用下，端部节点钢板产生弯曲变形，铅‑橡胶阻尼器产生平面外偏移，以释放温度应力，实现平面外自由变形的功能；在风载荷和小震作用下，铅‑橡胶阻尼器能为结构提供较大刚度，减小结构位移响应；在大震作用下，铅‑橡胶阻尼器首先屈服进入塑性耗能，消耗地震能量，以避免斜撑等重要构件屈服，同时能降低结构刚度，减少地震作用。

摘要： 本实用新型涉及一种给水管道不均匀沉降自由变形抗断裂装置。主要解决了给水管道的室内外对接处因沉降差异导致给水管道接头处断裂而漏水的问题。其特征在于：所述室内给水管(1)与室外给水管(2)之间通过U‑V组合形补偿机构(3)连接，所述U‑V组合形补偿机构(3)将室内给水管(1)及室外给水管(2)所受的折弯形变转化为转动力矩并使V形开口扭转变形开口变大。本实用新型采用U‑V组合形补偿机构连接在给水管道的对接处，U‑V组合形补偿机构能够将给水管道因地面沉降所受的折弯形变断裂破坏力转化为转轴转动力矩，利用多个可转动沟槽连接接头的互动关系将管道垂直断裂变形转化为U‑V形开口不断增大变形，补偿地面沉降变形需要的沉降量。