曲面金屬幕墻展開方法及排樣優(yōu)化設計.pdf

1、金屬幕墻是一種廣泛應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。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，然后將各個曲面片展開成平面，按照平面的包絡矩形在板材上下料，再加工成曲面形狀，最后在建筑物表面上進行裝配構成金屬幕墻。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，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的基

3、礎上，提出了一種等邊心距展開方法，即曲面邊上的點到曲面中心的距離和對應展成平面邊上的點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；同時為了滿足“一刀切”下料工藝要求，設計了矩形匹配分割算法和遺傳算法相結合的矩形件排樣優(yōu)化方法，編制了實現(xiàn)上述方法的計算機程序，并進行了數(shù)值仿真實驗。仿真計算實例表明，等邊心距展開方法可以滿足曲面金屬幕墻的工藝要求，設計的矩形件排