基于拓扑变换理论的轮毂造型参数化设计方法研究

发布时间：2020-04-30 09:46

【摘要】：在工业设计实践领域,复杂外观形态设计及设计效率一直是亟待解决的问题。参数化设计因其解决形态设计问题的科学性、系统性、高效和高自由度等一些优点使其在工业设计领域成为一种新兴的设计手段。在对形态要求复杂而多样的汽车轮毂设计中,参数化技术可以从根本上提升设计质量和效率,其通过设置变量和调节参数的手段控制轮毂形态并批量化产出方案。但是,单纯依靠参数化技术进行的产品设计难以从产品的结构和形态规律入手深化设计,产品的参数化设计技术需要引入拓扑化的设计理论对其结构和形态规律进行指导从而进一步发挥参数化技术的优势。拓扑化的设计理论以拓扑结构图解的方法研究产品的形态结构,结合产品图形元素的拓扑等价变换对产品形态进行系统性的控制。依据拓扑化设计理论建立动态的产品形态参数系统,调整可变参数对形态进行进一步推敲。本文对轮毂结构和几何特性进行调查后,将拓扑变换的概念引入到轮毂参数化结构系统中,以拓扑结构图解的方法分析轮毂结构,通过提取图形元素的方式分析轮毂模型的构成,并对不同结构类型的轮毂进行分类。对各类轮毂的拓扑结构、图形元素、参数进行归纳总结。接下来对轮毂参数化设计的方法进行探讨,论述了拓扑化设计理论下汽车轮毂参数化设计过程。最后通过参数化设计平台实现轮毂的参数化设计。
【图文】：

图 2-1 多种科学理论主导下的产品形态设计在技术层面中，计算机图形学和计算机辅助设计技术的发展在提升了设计效率的同时，也在设计方法上引发巨大变革。将设计中的实际问题转化成参变量并建立关联的参数化设计方法，，其作为一种新型的现代化设计手段逐渐被设计行业所接受[19]。而传统的设计思维将人脑黑箱中已有的形态还原为设计方案，并利用计算计建

图 2-2 产品形体与拓扑结构的转化欧拉示性数：物体的面，边和顶点的数量，分别为 F、V、E，则：欧拉示性数为：F+V-E。如表 2-1 所示，柏拉图基本多面体的欧拉示性数相等，属于拓扑等价并可以相互转换形态。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.343;TB472

【参考文献】

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本文编号：2645638