Геометрические вопросы адаптивной технологии изготовления конструкций намоткой из волокнистых композиционных материалов. Аюшеев Т.В. - 9 стр.

UptoLike

Составители: 

17
Сначала найдем граничную поверхность тела при 0w
=
.
Подставляя 0
w
=
в (1.11) получим
() ()()()()
() ( ) () ( )
()() ( )()
11
0
00
11
00
11
00
,,0 ,,0 ,,0
,,0 ,,0
,,0 ,,0
ij
ij
ji
ji
ij
ij
ruv Iu rij I v riv
Iv rij Iu ruj
riv I u ruj I v
==
==
==
=++

+++


++
∑∑
∑∑
∑∑
rrr
rr
rr
или
(
)
()() ( )()
() ()
11
0
00
11
00
,,0
,,0 ,,0
2
.
ij
ij
ij
ij
ruv
riv I u ruj I v
Iu I v
==
==
=+ +
+
∑∑
∑∑
r
rr
Учитывая (1.7) можно записать следующее выражение
() ()() ()()
() ( ) ()
11
00
11
00
,,0 ,,0 ,,0
,,0 .
ij
ij
ij
ij
ruv riv I u ruj I v
Iu rij I v
==
==
=+
∑∑
∑∑
rr r
r
(1.12)
Первая составляющая правой части выражения (1.12)
представляет линейчатую поверхность с образующей в
u-направлении. Вторая составляющаялинейчатую поверхность
с образующей в v-направлении. Их сумма не дает нам требуемой
поверхности. Чтобы ее построить, необходимо вычесть
дополнительное слагаемое, получаемое с помощью того же
метода интерполяции в обоих направлениях при использовании
только информации об угловых точках. Третья составляющая
представляет также линейчатую поверхность. Это поверхность
гиперболического параболоидакосая плоскость.
Исходя из формулы (1.12), запишем следующие
выражения:
()
() () ()
11
0
00
,,0
,,0 2 (,,0) ,
2
ij
ij
ruv
ruv I u rij I v
==
=+
∑∑
r
rr
(1.13)
18
()() ()()()
()() ()()()
11
1
00
11
1
00
,,0 2 ,,0 ,,0 ,
2,,04,,02 ,,0 .
ij
ij
ij
ij
ruv ruv Iu rij Iv
ruv ruv Iu rij Iv
==
==
=+
=+
∑∑
∑∑
rr r
rr r
(1.14)
Тогда
1
0
(,,0)
2(,,0) 3(,,0)
2
ruv
ruv ruv−=
r
rr
.
Отсюда, получим искомую граничную поверхность тела при
0w =
1
0
(,,0)
2
(,,0) (,,0)
36
ruv
ruv r uv=−
r
rr
.
Аналогично определяются остальные граничные поверхности
порции тела:
() ()
(
)
() ()
()
() ()
()
0
1
0
1
0
1
,,1
2
,,1 ,,1 ,
36
,,
2
,, ,, ,
36
,,
2
,, ,, .
36
ruv
ruv r uv
rivw
rivw r ivw
rujw
rujw r ujw
=−
=−
=−
r
rr
r
rr
r
rr
Таким образом, векторное уравнение, описывающее
искомую порцию тела, принимает вид
() ()
(
)
0
1
,,
2
,, ,, .
36
ruvw
r uvw r uvw=−
r
rr
(1.15)
Последовательные подстановки ui
=
,
vj
=
, wk
в (1.15)
подтверждают, что порция тела, определенная этим уравнением,
имеет шесть первоначальных поверхностей, т.е. заданные
граничные условия соблюдаются.
Подставим выражения (1.6) и (1.11) в уравнение (1.15).
После простейших преобразований получим
() ()() ( )()
11
00
2
,, ,, ,,
3
ij
ij
ruvw rivwI u rujwI v
==
=
++
∑∑
rr r
          Сначала найдем граничную поверхность тела при w = 0 .                          r                    r                1           1
                                                                                                                                             r
Подставляя w = 0 в (1.11) получим                                                        r 1 ( u , v, 0 ) = 2 r ( u , v, 0 ) + ∑ I i ( u ) ∑ r ( i , j , 0 ) I j ( v ) ,
                                                                                                                               i =0          j =0
r                     1        1 r                            r                                                                                                             (1.14)
r0 ( u , v, 0 ) = ∑ I i ( u )  ∑ r ( i, j , 0 ) I j ( v ) + r ( i, v, 0 )  +
                                                                                                                                       1      1
                                                                                           r                    r                               r
                                                                                         2 r 1 ( u , v, 0 ) = 4 r ( u , v, 0 ) + 2∑ I i ( u ) ∑ r ( i , j , 0 ) I j ( v ) .
                    i =0       j =0                                                                                                 i =0          j =0
     1
                 1 r                        r                                          Тогда
+ ∑ I j ( v )  ∑ r ( i, j , 0 ) I i ( u ) + r ( u , j , 0 )  +                                                                    r
                 i =0                                                                                               r1            r0 (u , v, 0)         r
   j =0
                                                                                                                    2r (u , v, 0) −                 = 3r (u , v, 0) .
     1
        r                       1
                                    r                                                                                                     2
+ ∑ r ( i , v, 0 ) I i ( u ) + ∑ r ( u , j , 0 ) I j ( v )                               Отсюда, получим искомую граничную поверхность тела при
   i =0                          j =0
                                                                                         w=0
или                                                                                                                                                     r
 r                                                                                                                  r             2 r1                  r0 (u , v, 0)
r0 ( u , v, 0 )     1
                      r                         1
                                                  r                                                                 r (u, v, 0) = r (u , v, 0) −                      .
                  = ∑ r ( i, v, 0 ) I i ( u ) + ∑ r ( u , j , 0 ) I j ( v ) +                                                     3                           6
          2              i =0                    j =0                                    Аналогично определяются остальные граничные поверхности
    1              1                                                                     порции тела:
+ ∑ I i ( u ) ∑ I j ( v ).                                                                          r                2 r1
                                                                                                                                      r
                                                                                                                                      r0 ( u, v,1)
   i =0           j =0                                                                             r ( u , v,1) = r ( u , v,1) −                      ,
Учитывая (1.7) можно записать следующее выражение                                                                    3                      6
                                                                                                                                       r
                 1                            1                                                     r                 2 r1             r0 ( i, v, w )
r                  r                            r
r ( u , v, 0 ) = ∑ r ( i , v, 0 ) I i ( u ) + ∑ r ( u , j , 0 ) I j ( v ) −                        r ( i , v, w ) = r ( i , v, w ) −                    ,
                       i =0                    j =0
                                                                                                                      3                       6
                                                                                                                                          r
                                                                                (1.12)              r                  2 r1              r0 ( u , j , w )
                                                                                                   r ( u, j, w) = r ( u, j, w) −
    1              1
               r
− ∑ I i ( u )∑ r ( i , j , 0 ) I j ( v ) .                                                                             3                          6
                                                                                                                                                            .
   i =0           j =0
                                                                                                  Таким образом, векторное уравнение, описывающее
          Первая составляющая правой части выражения (1.12)
                                                                                         искомую порцию тела, принимает вид
представляет линейчатую поверхность с образующей в                                                                                       r
                                                                                                    r                 2 r1               r0 ( u , v, w )
u-направлении. Вторая составляющая – линейчатую поверхность                                        r ( u , v, w ) = r ( u , v, w ) −                       .            (1.15)
с образующей в v-направлении. Их сумма не дает нам требуемой                                                          3                          6
поверхности. Чтобы ее построить, необходимо вычесть                                      Последовательные подстановки u = i , v = j , w = k в (1.15)
дополнительное слагаемое, получаемое с помощью того же                                   подтверждают, что порция тела, определенная этим уравнением,
метода интерполяции в обоих направлениях при использовании                               имеет шесть первоначальных поверхностей, т.е. заданные
только информации об угловых точках. Третья составляющая                                 граничные условия соблюдаются.
представляет также линейчатую поверхность. Это поверхность                                        Подставим выражения (1.6) и (1.11) в уравнение (1.15).
гиперболического параболоида – косая плоскость.                                          После простейших преобразований получим
          Исходя из формулы (1.12), запишем следующие                                     r                  2 1 r                            1
                                                                                                                                                  r
выражения:                                                                               r ( u , v , w ) =  ∑ r ( i , v, w ) I i ( u ) + ∑ r ( u , j , w ) I j ( v ) +
 r                                                                                                           3  i =0
 r0 ( u , v, 0 ) r                    1           1
                                                     r
                                                                                                                                             j =0
                = r ( u , v, 0 ) + 2∑ I i ( u ) ∑ r (i, j , 0) I j ( v ), (1.13)
       2                            i =0        j =0



                                                 17                                                                                          18