نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

مدلسازی و تغییر فرم آزاد سطوح با مرز مقید با ترکیب روش‌های کونز، بزییر و مکعبی هرمیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
10.22060/mej.2026.26014.7990
چکیده
مدلسازی سطح یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی قطعات مکانیکی به خصوص در ایجاد سطوح با فرم آزاد نظیر بدنه خودرو، سطوح بیرونی کشتی و قایق، فرم پره‌ها و بطری‌ها و نظایر آن می‌باشد که هم جنبه زیبایی و هم جنبه مهندسی در آنها اهمیت دارد. در این پژوهش قابلیت سه روش کونز، دوگانه مکعبی هرمیت و بزییر در مدلسازی سطوح مورد بررسی قرار گرفته و روشی برای تغییر فرم آزاد و بهینه‌سازی سطوح با مرز مقید به کمک ترکیبی از روش کونز و بزییر و همچنین کونز و دوگانه مکعبی هرمیت ارائه می‌شود. در این روش ابتدا بر اساس مرزهای مقید، سطح کونز اولیه ایجاد شده و سپس به چندین پینه دلخواه بزییر یا مکعبی هرمیت، به منظور تغییر فرم آزاد سطح، تجزیه می‌شود. پینه‌های بزییر صرفا توسط نقاط اخذ شده از روی سطح ایجاد می‌شوند در جایی که برای ایجاد پینه‌های مکعبی هرمیت باید علاوه بر نقاط، بردار مماس اول و دوم نیز محاسبه شود. بر این اساس نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که ترکیب دو روش روش کونز و دوگانه مکعبی هرمیت سطحی هموار با پیوستگی مشتق مرتبه اول در تمام نقاط بر مبنای منحنی‌های مرزی مقید ارائه می‌کند در جایی که ترکیب دو روش کونز و بزییر ویژگی کنترل راحت‌تر نقاط را دارا بوده اما در مرز محل اتصال پینه‌های داخل سطح، الزامی به پیوستگی مشتق مرتبه اول، وجود نخواهد داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Modeling and manipulating surfaces with constrained boundaries by combining the Coons, Bezier, and Hermite bicubic methods

نویسنده English

Ali Hasanabadi
Mechanical Engineering Department, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده English

Surface modeling is one of the most important stages in the design of mechanical parts, especially in creating free-form surfaces such as car bodies, ship and boat hulls, blade forms, bottle bodies, and the like, which are important in terms of both aesthetics and engineering. In this study, a method for manipulating and optimizing surfaces with constrained boundaries using a combination of the Coons and Bezier methods as well as Coons and Hermite bicubic is presented. In this method, first, based on the constrained boundaries, an initial Coons surface is created and then decomposed into several arbitrary Bezier or Hermite bicubic patches for surface manipulation. Bezier patches are created solely by points taken from the surface, whereas to create Hermite bicubic patches, the first and second tangent vectors must be calculated in addition to the points. Accordingly, the results obtained show that the combination of the two methods, the Coons method and the Hermite bicubic, provides a smooth surface with continuity of the first-order derivative at all points based on constrained boundary curves, where the combination of the two methods, the Coons and Bézier, has the property of easier control of points, but at the boundary where the patches connect inside the surface, there is no requirement for continuity of the first-order derivative.

کلیدواژه‌ها English

Surface manipulation
Coons surface
Bezier surface
Hermite bicubic surface
Surface with constraint boundaries

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 شهریور 1405