發(fā)布時間：2021-03-04 05:52

　　提出了一種基于STL模型的鑄件表面三角網(wǎng)格生成算法。將STL模型劃分為多個子區(qū)域,并將子區(qū)域的邊界映射到二維平面生成網(wǎng)格,再將二維網(wǎng)格反映射回三維曲面,最后拼接各個子區(qū)域網(wǎng)格生成一個完整的曲面網(wǎng)格。利用基于k-d樹的最近鄰查找算法對反映射過程進行改進,降低了反映射的時間復(fù)雜度,整體提高了網(wǎng)格生成效率。鑄件算例表明,算法生成的網(wǎng)格質(zhì)量良好。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心思想是將三角面片的一條邊分裂成兩條有方向的邊，所以稱為半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，見圖2，其幾何意義見圖2a。半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要由頂點、半邊、面3種對象組成，見圖2b。半邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的頂點對象表示三角形網(wǎng)格中的結(jié)點，其中保存了頂點的三維坐標(biāo)信息，同時記錄了從該點出發(fā)的一條半邊。圖2a中半邊E1以頂點V為起點，可以通過頂點V訪問到半邊E1。由此建立起頂點與半邊之間的拓?fù)潢P(guān)系。

為保證重新生成的表面網(wǎng)格不丟失原始STL模型的重要特征信息，首先提取輸入STL模型的幾何特征邊。通過共用同一條邊的兩個三角面片的夾角來判斷該邊是否為特征邊。首先設(shè)置夾角閾值α，然后遍歷組成STL模型的邊。對于每一條邊，根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系得到一對對稱的半邊，并據(jù)此得到共用該邊的兩個三角面片。首先計算這兩個三角面片的法向量夾角γ，根據(jù)三角面片夾角β與法向量夾角互補得到γ，見圖3。若β>α，則該邊為特征邊。由于STL模型中可能存在空洞、裂縫等錯誤，因此模型中存在一些邊界邊。由于不存在兩個三角面片共用邊界邊，故在上述遍歷過程中忽略這些邊界邊。采用基于深度優(yōu)先搜索的子區(qū)域生成算法進行子區(qū)域生成。子區(qū)域生成的過程為：選中一個三角面片作為子區(qū)域的初始三角面片，然后沿著該三角面片的3條邊進行擴展，將相鄰的三角面片也加入到該子區(qū)域，當(dāng)滿足擴展終止條件時停止該方向上的擴展。有3種情況可以導(dǎo)致在該方向上停止擴展：(1)該邊相鄰的三角面片已經(jīng)加入到其他子區(qū)域；(2)該邊是特征邊；(3)該邊相鄰的三角面片的法向量與當(dāng)前子區(qū)域中三角面片夾角超過閾值。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]面向工程與科學(xué)計算的表面網(wǎng)格處理方法的若干問題研究[D]. 陳立崗.浙江大學(xué) 2008
[3]自適應(yīng)有限元網(wǎng)格生成算法研究與應(yīng)用[D]. 單菊林.大連理工大學(xué) 2007



本文編號：3062678