UG的螺旋桨的曲面造型三文建模+文献综述+任务书 第2页
曲面造型是计算机图形学和计算机辅助几何设计(Computer Aided Geometric Design)的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析[4]。它起源于飞机、船舶的外形放样工艺，由Coons、Bezier等大师于辣十年代奠定理论基础。经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值(Interpolation) 、拟合(Fitting) 、逼近(Approximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。我国学者在曲面造型技术的开发中投入了艰巨的劳动，取得了显著的成绩。其中值得提出的有复旦大学对参数曲线分类及形状控制的研究和对多元散乱数据逼近拟合的研究，中国科技大学对Bezier曲面凸性条件的研究和对隐式曲面算法的研究，浙江大学对曲面几何连续拼接理论的研究和对曲面几何逼近方法的研究等。以上学术成果已在国际计算机图形界占有重要的一席之地[5]。
随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三文数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。这主要表现在研究领域的急剧扩展和表示方法的开拓创新[6]。从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。从表示方法来看，以网格细分(Subdivision)为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势[7]。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。
计算机辅助几何设计是随着航空、汽车等现代工业发展与计算机的出现而产生与发展起来的一门新兴学科。它的主要目的就是用数学方法唯一地定义自由型曲线曲面的形状，将形状信息从模拟量传递改变为数值量传递。通过它提供的方法，就可建立相应的曲线曲面方程即数学模型，并在计算机上通过执行计算和处理程序，计算出曲线曲面上大量点及其它信息。期间，通过分析与综合就可了解所定义形状具有的局部和整体的几何特性。以下是CAGD的大致发展过程，从这个发展过程可以看出B样条方法的优势所在。1963年美国波音飞机公司的弗格森(Ferguson)首先提出将曲线曲面表示为参数的矢函数方法。他最早引入参数三次曲线，构造了组合曲线和由四角点的位置矢量及两个方向的切矢定义的弗格森双三次曲面片。1967年，美国麻省理工学院(MIT )的孔斯(Coons)提出了孔斯双三次曲面片。它与弗格森所采用的曲线曲面片的区别在于将角点扭矢由零矢量改取为非零矢量。但两者都存在形状控制与连接问题。1971年法国雷诺(Renault)汽车公司的贝齐儿〔Bezier)提出了由控制多边形定义曲线的方法。它简单易用，很好地解决了整体形状控制问题，但仍有局部修改问题[8]。1974年美国通用汽车公司的戈登(Gordon)和里森费尔德(Riesenfeld)将B样条理论应用于形状描述，提出了B样条曲线曲面[9]。它几乎继承了贝齐儿方法的一切优点，克服了贝齐儿方法存在的缺点，较成功地解决了局部控制问题，而且在参数连续性基础上解决了连接问题。由此可见 ，B样条方法是在不断解决实际造型问题的基础上产生发展出来的，因此它具有表示和设计自由型曲线曲面的强大功能，成为了最广泛的形状数学描述的主流方法之一[10]。
在产品的开发及制造过程中，几何造型技术已使用得相当广泛。但是，由于种种原因，仍有许多产品并非由CAD模型描述，设计和制造者面对的是实物样件。为了适应先进制造技术的发展，需要通过一定途径，将这些实物转化为CAD模型，使之能利用CAD、CAM等先进技术进行处理[11]。目前，与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术，已发展成为CAD、CAM中的一个相对独立的范畴，称为“反求工程”（Reverse Engineering）[12]。通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术[13]。由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件，因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。三、研究内容及实验方案：
1. 研究螺旋桨曲面的成型原理。
2. 研究螺旋桨的构成及螺旋桨桨叶的成形及切面几何特性。
3. 采用UG/Open GRIP编程构造的方法生成叶片的曲线。
4. 完成螺旋桨的三文建模。
四、目标、主要特色及工作进度
1．研究目标：
通过对螺旋桨曲面成型原理及其切面几何特性的研究，并采用UG/Open GRIP编程构造的方法生成叶片的曲线，最终完成螺旋桨的三文建模。
2.主要特色：
采用UG/Open GRIP编程构造的方法生成叶片的曲线、型值点等，能够使得造型更准确，使得螺旋桨的二次开发更容易。
3.工作进度：
（1） 开题报告、查阅资料、外文翻译 2010年3月1日---2010年3月19日
（2） 螺旋桨桨叶元体理论的研究 2010年3月22日---2010年4月9日
（3） 研究螺旋桨的构成及桨叶的形成和切面几何特性
2010年4月12日---2010年5月7日
（4） 用UG/Open GRIP编程构造的方法生成叶片的曲线并完成螺旋桨的三文建模
2010年5月10日---2010年6月4日
（5） 撰写毕业论文 2010年6月7日---2010年6月25日
（6） 答辩准备及毕业答辩 2010年6月28日---2010年7月2日
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