曲面金屬幕墻展開方法及排樣優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、金屬幕墻是一種廣泛應(yīng)用于大型建筑物的墻面裝飾，具有易于加工成各種曲面造型的特點(diǎn)。將各種曲面造型的建筑物表面，如球而，橢球而，拋物而，按一定分割方法分成若干小塊曲面片，然后將各個(gè)曲面片展開成平面，按照平面的包絡(luò)矩形在板材上下料，再加工成曲面形狀，最后在建筑物表面上進(jìn)行裝配構(gòu)成金屬幕墻。在金屬幕墻生產(chǎn)中，曲面展開是重要環(huán)節(jié)，由于雙曲面為不可展曲面，目前已提出了多種展開方法，如力學(xué)展開法，基于幾何展開方法的三角平面網(wǎng)格方法和在曲面上構(gòu)造可展曲

2、面的方法等。但在金屬幕墻整體曲面造型制作中，由于要求分格整齊，曲面紋路走勢平滑，上述展開方法通常難以滿足金屬幕墻的工藝要求。同時(shí)，對于大規(guī)模金屬幕墻的用料，下料的方法不同，材料的利用率也不同，而求解最優(yōu)矩形件排樣屬于NP完全問題，目前主要方法有近似算法，啟發(fā)式算法，人工智能方法等，但在已有的排樣方法中，一般都沒有從工藝的角度考慮“一刀切”問題。 本文根據(jù)對曲面金屬幕墻的分格整齊，曲面紋路走勢平滑等要求，在分析已有展開方法特點(diǎn)的基

3、礎(chǔ)上，提出了一種等邊心距展開方法，即曲面邊上的點(diǎn)到曲面中心的距離和對應(yīng)展成平面邊上的點(diǎn)到平面中心的距離不變，給出了等邊心距展開的算法原理，通過曲面的展開實(shí)例表明采用該方法所生產(chǎn)的曲面金屬幕墻邊界整齊，紋路平滑；同時(shí)為了滿足“一刀切”下料工藝要求，設(shè)計(jì)了矩形匹配分割算法和遺傳算法相結(jié)合的矩形件排樣優(yōu)化方法，編制了實(shí)現(xiàn)上述方法的計(jì)算機(jī)程序，并進(jìn)行了數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)。仿真計(jì)算實(shí)例表明，等邊心距展開方法可以滿足曲面金屬幕墻的工藝要求，設(shè)計(jì)的矩形件排