论文摘要：基于能量法的复杂曲面展平研究

信息化和数字化是当今世界经济和社会发展的大趋势，用CAD技术改造传统制鞋业成为该行业未来发展的方向。国内现使用的制鞋软件的流程仍然是传统制鞋流程的翻版，最终的皮鞋样片仍旧是在二维平面上进行取跷处理得到的。本课题来自温州科技计划项目，任务为研究并开发一套全新的三维皮鞋鞋样CAD系统，使设计师可以在三维楦体上设计完成帮样线之后直接展平得到合理的楦面二维样片图。在皮鞋制作流程中，鞋楦的楦面展平是最重要的步骤，也是利用计算机进行鞋款式设计的重要步骤和整个CAD系统的核心。本论文针对此内容进行深入研究并提出可行的算法。论文首先介绍了CAD技术及在制鞋业中发展CAD技术的意义，然后详细阐述了基本的曲面展平方法，并对这些方法进行了比较。然后介绍了曲面展平前的预处理工作，即如何确定需要展平的曲面。在获得重构的鞋楦曲面模型之后，运用本文提出的曲面区域提取算法，可以比较容易得到需要展平的三维曲面离散化后所包围的所有三角网格，为曲面展平有效的完成了前期工作.接着重点详细介绍了适用于楦面展平的曲面展平算法的实现。在对曲面展平方法进行比较的基础上，本文选取了物理方法中的弹簧质点系统展平方法作为楦面展平的基本方法。本文经过对弹簧质点系统展平方法进行改进，更加有效地模拟了复杂曲面的展平过程和内部受力情况。在此基础上提出算法加以实现，并应用到鞋楦曲面的展平过程中。最后，本文提出了一种实现获取区域边界线的方法,比一般方法得到的边界更加平滑。在上述研究基础上，本文作者运用VC/MFC与OpenGL与其他成员合作研究开发了皮鞋鞋样CAD系统。本文所负责开发的模块包括展平区域提取、楦面展平、二维面片修改和输出模块。该软件避免了进行人工取跷的流程，实现了楦面展平流程的智能化，可以提高制鞋效率。