feat(v4.5): draft analysis + incremental mesh + kinematic chain solvers

M1 — Draft Analysis (拔模分析):
- draft_angle(face, pull_dir): compute draft angle from NURBS surface normal
- analyze_draft(body, pull_dir, min_angle): full-model analysis with face classification
- DraftFaceType: Positive/Negative/ZeroDraft/Undercut with area-weighted stats
- draft_report(): human-readable moldability report
- create_draft_face / apply_draft: face rotation stubs (needs mutable surface access)

M2 — Incremental Mesh (增量网格):
- IncrementalMesher: face_id → mesh fragment mapping with dirty tracking
- invalidate_face / rebuild_dirty / rebuild_all: targeted remeshing
- merged_mesh(): combine clean face meshes into single HalfedgeMesh
- Cache statistics: hit rate + memory estimation

M3 — Kinematic Chain (运动链求解):
- FourBarLinkage: Grashof classification + Freudenstein position solver
- GearPair/GearTrain: ratio-based transmission solver with multi-stage support
- CamFollower: 5 motion types (Dwell/CV/SHM/Cycloidal/3-4-5 Polynomial)
- Full-cycle analysis for all solvers

7 new files, ~1400 lines of header + implementation

include/vde/brep/draft_analysis.h

@@ -0,0 +1,150 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file draft_analysis.h
+ * @brief 拔模分析
+ *
+ * 模具设计中的关键分析工具：
+ * - 计算每个面相对于拔模方向的拔模角
+ * - 分类面：正拔模 / 负拔模 / 零拔模 / 倒扣
+ * - 生成拔模面
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/brep/brep.h"
+#include "vde/core/point.h"
+#include "vde/core/aabb.h"
+#include <vector>
+#include <string>
+#include <map>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Draft Result Types
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 拔模面分类
+enum class DraftFaceType {
+    Positive,    ///< 正拔模：角度 > min_draft_angle
+    Negative,    ///< 负拔模：角度 < -min_draft_angle
+    ZeroDraft,   ///< 零拔模：|角度| ≤ min_draft_angle（平行于拔模方向）
+    Undercut,    ///< 倒扣：面法线与拔模方向法向分量不一致（侧面障碍）
+};
+
+/// 单个面的拔模分析结果
+struct DraftFaceResult {
+    int face_id = -1;              ///< 面ID
+    double draft_angle = 0.0;      ///< 拔模角（弧度），正值 = 向外张开
+    DraftFaceType classification = DraftFaceType::ZeroDraft;
+    core::Vector3D face_normal;    ///< 面法线（近似）
+    double face_area = 0.0;        ///< 面面积（用于加权统计）
+};
+
+/// 全模型拔模分析结果
+struct DraftAnalysisResult {
+    /// 拔模方向（输入）
+    core::Vector3D pull_direction{0, 0, 1};
+
+    /// 最小允许拔模角（弧度）
+    double min_draft_angle = 0.0;
+
+    /// 每个面的拔模分析
+    std::vector<DraftFaceResult> faces;
+
+    // ─── 汇总统计 ───
+
+    /// 面分类统计
+    int positive_count = 0;
+    int negative_count = 0;
+    int zero_draft_count = 0;
+    int undercut_count = 0;
+
+    /// 面积加权平均拔模角
+    double area_weighted_angle = 0.0;
+
+    /// 最小/最大拔模角（正拔模面）
+    double min_positive_angle = std::numeric_limits<double>::max();
+    double max_positive_angle = -std::numeric_limits<double>::max();
+
+    /// 是否有倒扣（模具无法脱出）
+    [[nodiscard]] bool has_undercut() const { return undercut_count > 0; }
+
+    /// 是否全部可脱模
+    [[nodiscard]] bool is_moldable() const { return undercut_count == 0; }
+
+    /// 拔模角分布：角度区间 → 面数量（用于热力图）
+    [[nodiscard]] std::map<int, int> angle_distribution(int bins = 18) const;
+};
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Draft Analysis Functions
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 计算单个面的近似拔模角
+ *
+ * 拔模角 = π/2 - arccos(|n·d|)，其中 n 为面法线，d 为拔模方向。
+ * 正值表示面沿拔模方向向外张开。
+ *
+ * @param body B-Rep 实体
+ * @param face_id 面ID
+ * @param pull_dir 拔模方向（会被归一化）
+ * @return 拔模角（弧度），范围 [-π/2, π/2]
+ */
+[[nodiscard]] double draft_angle(const BrepModel& body, int face_id,
+                                  const core::Vector3D& pull_dir);
+
+/**
+ * @brief 全模型拔模分析
+ *
+ * 对 B-Rep 实体的每个面计算拔模角并分类。
+ *
+ * @param body B-Rep 实体
+ * @param pull_dir 拔模方向
+ * @param min_draft_angle 最小允许拔模角（弧度），默认 1° (≈0.0175 rad)
+ * @return 完整分析结果
+ */
+[[nodiscard]] DraftAnalysisResult analyze_draft(const BrepModel& body,
+    const core::Vector3D& pull_dir,
+    double min_draft_angle = 0.0174533);
+
+/**
+ * @brief 创建拔模面
+ *
+ * 沿拔模方向偏转面，使其达到指定拔模角度。
+ * （基础实现：沿边界旋转面法线）
+ *
+ * @param body B-Rep 实体（会被修改）
+ * @param face_id 面ID
+ * @param pull_dir 拔模方向
+ * @param angle 目标拔模角（弧度，正值 = 向外）
+ * @return 是否成功
+ */
+[[nodiscard]] bool create_draft_face(BrepModel& body, int face_id,
+    const core::Vector3D& pull_dir, double angle);
+
+/**
+ * @brief 批量应用拔模
+ *
+ * 对指定面列表创建拔模面。
+ *
+ * @param body B-Rep 实体（会被修改）
+ * @param face_ids 面ID列表
+ * @param pull_dir 拔模方向
+ * @param angle 目标拔模角（弧度）
+ * @return 成功应用拔模的面数量
+ */
+[[nodiscard]] int apply_draft(BrepModel& body,
+    const std::vector<int>& face_ids,
+    const core::Vector3D& pull_dir, double angle);
+
+/**
+ * @brief 拔模分析报告（人类可读字符串）
+ *
+ * @param result 分析结果
+ * @return 格式化报告
+ */
+[[nodiscard]] std::string draft_report(const DraftAnalysisResult& result);
+
+} // namespace vde::brep

include/vde/brep/incremental_mesh.h

@@ -0,0 +1,112 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file incremental_mesh.h
+ * @brief 增量网格生成
+ *
+ * B-Rep 参数修改后，仅重建受影响面的 tessellation，而非全量重算。
+ * 与 IncrementalUpdateEngine 集成，维护面级网格缓存。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/brep/brep.h"
+#include "vde/mesh/halfedge_mesh.h"
+#include <unordered_map>
+#include <unordered_set>
+#include <vector>
+#include <string>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  IncrementalMesher
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 增量网格生成器
+ *
+ * 维护 face_id → 三角网格片段的映射。
+ * 参数修改时仅标脏受影响面，重建时只重新 tessellate 脏面。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+class IncrementalMesher {
+public:
+    /// 网格片段：单个面的三角网格
+    struct FaceMesh {
+        std::vector<core::Point3D> vertices;
+        std::vector<std::array<int, 3>> triangles;
+        double tessellation_deflection = 0.01;
+    };
+
+    /**
+     * @brief 标脏指定面（参数已修改，需要重新 tessellate）
+     *
+     * @param face_id 面ID
+     */
+    void invalidate_face(int face_id);
+
+    /**
+     * @brief 增量重建：仅重新 tessellate 脏面
+     *
+     * @param body B-Rep 实体（提供几何数据）
+     * @param deflection tessellation 精度
+     * @return 重建的面数量
+     */
+    [[nodiscard]] int rebuild_dirty(const BrepModel& body, double deflection = 0.01);
+
+    /**
+     * @brief 全量重建（清除所有缓存后重建）
+     *
+     * @param body B-Rep 实体
+     * @param deflection tessellation 精度
+     * @return 重建的面数量
+     */
+    [[nodiscard]] int rebuild_all(const BrepModel& body, double deflection = 0.01);
+
+    /**
+     * @brief 获取单个面的缓存网格
+     *
+     * @param face_id 面ID
+     * @return 缓存网格指针，脏面返回 nullptr
+     */
+    [[nodiscard]] const FaceMesh* get_mesh(int face_id) const;
+
+    /**
+     * @brief 获取完整网格（合并所有已缓存面网格）
+     *
+     * 只包含非脏面的缓存数据。
+     *
+     * @return 合并后的完整网格
+     */
+    [[nodiscard]] mesh::HalfedgeMesh merged_mesh() const;
+
+    /// 清除所有缓存
+    void clear_all();
+
+    /// 统计
+    [[nodiscard]] int dirty_count() const { return static_cast<int>(dirty_set_.size()); }
+    [[nodiscard]] int total_faces() const { return static_cast<int>(meshes_.size()); }
+    [[nodiscard]] int cache_hits() const { return cache_hits_; }
+    [[nodiscard]] int cache_misses() const { return cache_misses_; }
+    [[nodiscard]] double hit_rate() const;
+
+    /// 估计缓存占用内存（字节）
+    [[nodiscard]] size_t memory_estimate() const;
+
+private:
+    std::unordered_map<int, FaceMesh> meshes_;      ///< face_id → cached mesh
+    std::unordered_set<int> dirty_set_;              ///< 脏面集合
+    int cache_hits_ = 0;
+    int cache_misses_ = 0;
+
+    /// Tessellate a single face of the BrepModel
+    [[nodiscard]] FaceMesh tessellate_face(const BrepModel& body, int face_id,
+                                           double deflection) const;
+
+    /// Merge vertex arrays from multiple face meshes into one HalfedgeMesh
+    [[nodiscard]] mesh::HalfedgeMesh merge_face_meshes(
+        const std::vector<const FaceMesh*>& meshes) const;
+};
+
+} // namespace vde::brep

include/vde/brep/kinematic_chain.h

@@ -0,0 +1,194 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file kinematic_chain.h
+ * @brief 运动链求解器
+ *
+ * 经典机构学求解器：四连杆、齿轮传动、凸轮机构。
+ * 扩展 v4.0 运动仿真模块的机构学能力。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/core/point.h"
+#include <vector>
+#include <cmath>
+#include <limits>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  四连杆机构 (Four-Bar Linkage)
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 四杆机构类型（按 Grashof 条件分类）
+enum class FourBarType {
+    CrankRocker,     ///< 曲柄摇杆：最短杆为曲柄，旋转完整 360°
+    DoubleCrank,     ///< 双曲柄：最短杆为机架
+    DoubleRocker,    ///< 双摇杆：最短杆为连杆
+    ChangePoint,     ///< 变点机构：Grashof 等号成立
+    NonGrashof,      ///< 非 Grashof：无杆可完整旋转
+};
+
+/// 四杆机构定义
+struct FourBarLinkage {
+    double ground = 1.0;    ///< 机架长度（固定杆）
+    double crank = 1.0;     ///< 曲柄（输入杆）长度
+    double coupler = 1.0;   ///< 连杆长度
+    double rocker = 1.0;    ///< 摇杆（输出杆）长度
+
+    /// 按 Grashof 条件分类
+    [[nodiscard]] FourBarType classify() const;
+
+    /// 检查是否为 Grashof 机构（至少一杆可完整旋转）
+    [[nodiscard]] bool is_grashof() const;
+};
+
+/// 四杆机构求解结果（单输入角度）
+struct FourBarSolution {
+    double input_angle = 0.0;       ///< 输入角（弧度）
+    double output_angle = 0.0;      ///< 输出角（弧度）
+    double coupler_angle = 0.0;     ///< 连杆角（弧度）
+    double transmission_angle = 0.0; ///< 传动角（弧度）
+    bool valid = false;             ///< 解是否有效
+    bool dead_point = false;        ///< 是否处于死点
+};
+
+/**
+ * @brief 四杆机构位置求解
+ *
+ * 给定输入角度，计算输出角度和传动角。
+ * 使用 Freudenstein 方程求解。
+ *
+ * @param linkage 四杆机构参数
+ * @param input_angle 输入角（弧度），曲柄与机架的夹角
+ * @param branch 分支选择：0 = 开式, 1 = 闭式
+ * @return 求解结果
+ */
+[[nodiscard]] FourBarSolution solve_fourbar(
+    const FourBarLinkage& linkage, double input_angle, int branch = 0);
+
+/**
+ * @brief 四杆机构运动分析（全周期）
+ *
+ * @param linkage 四杆机构参数
+ * @param steps 采样步数
+ * @return 各角度位置的解序列
+ */
+[[nodiscard]] std::vector<FourBarSolution> analyze_fourbar(
+    const FourBarLinkage& linkage, int steps = 360);
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  齿轮传动 (Gear Train)
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 齿轮副定义
+struct GearPair {
+    int teeth_driver = 20;     ///< 主动轮齿数
+    int teeth_driven = 40;     ///< 从动轮齿数
+    double module = 1.0;       ///< 模数 (mm)
+    double pressure_angle = 20.0 * M_PI / 180.0;  ///< 压力角（弧度，默认 20°）
+    double center_distance = 0.0; ///< 中心距（0 = 自动计算）
+
+    /// 传动比 = driven_teeth / driver_teeth
+    [[nodiscard]] double ratio() const {
+        return static_cast<double>(teeth_driven) / teeth_driven;
+    }
+
+    /// 计算中心距（若未指定）
+    [[nodiscard]] double compute_center_distance() const {
+        if (center_distance > 0) return center_distance;
+        return module * (teeth_driver + teeth_driven) / 2.0;
+    }
+};
+
+/// 齿轮传动结果
+struct GearSolution {
+    double driver_angle = 0.0;   ///< 主动轮角度（弧度）
+    double driven_angle = 0.0;   ///< 从动轮角度（弧度）
+    double angular_velocity_ratio = 0.0; ///< 角速度比
+};
+
+/**
+ * @brief 求解齿轮传动
+ *
+ * @param gear 齿轮副参数
+ * @param driver_angle 主动轮转角（弧度）
+ * @return 传动结果
+ */
+[[nodiscard]] GearSolution solve_gear(
+    const GearPair& gear, double driver_angle);
+
+/**
+ * @brief 齿轮系求解（多级齿轮）
+ *
+ * @param stages 各级齿轮副（按传动顺序）
+ * @param input_angle 第一级输入角
+ * @return 各级输出角度
+ */
+[[nodiscard]] std::vector<GearSolution> solve_gear_train(
+    const std::vector<GearPair>& stages, double input_angle);
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  凸轮机构 (Cam-Follower)
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 从动件运动规律类型
+enum class CamMotionType {
+    Dwell,            ///< 停歇（无运动）
+    ConstantVelocity, ///< 等速
+    SimpleHarmonic,   ///< 简谐运动
+    Cycloidal,        ///< 摆线运动
+    Polynomial345,    ///< 3-4-5 多项式
+};
+
+/// 凸轮运动段定义
+struct CamSegment {
+    double start_angle = 0.0;    ///< 起始凸轮角（弧度）
+    double end_angle = 0.0;      ///< 终止凸轮角（弧度）
+    double start_lift = 0.0;     ///< 起始升程
+    double end_lift = 0.0;       ///< 终止升程
+    CamMotionType motion = CamMotionType::Dwell;
+};
+
+/// 凸轮-从动件系统
+struct CamFollowerSystem {
+    double base_radius = 20.0;   ///< 基圆半径
+    std::vector<CamSegment> segments; ///< 运动段序列
+    double follower_offset = 0.0;     ///< 从动件偏距（对心 = 0）
+
+    /// 总升程
+    [[nodiscard]] double total_lift() const;
+};
+
+/// 从动件瞬时状态
+struct FollowerState {
+    double cam_angle = 0.0;       ///< 凸轮转角（弧度）
+    double displacement = 0.0;    ///< 从动件位移
+    double velocity = 0.0;        ///< 从动件速度（mm/rad）
+    double acceleration = 0.0;    ///< 从动件加速度（mm/rad²）
+    double pressure_angle = 0.0;  ///< 压力角（弧度）
+};
+
+/**
+ * @brief 凸轮机构求解
+ *
+ * 给定凸轮角度，计算从动件位移/速度/加速度。
+ *
+ * @param cam 凸轮-从动件系统
+ * @param cam_angle 凸轮转角（弧度）
+ * @return 从动件状态
+ */
+[[nodiscard]] FollowerState solve_cam(
+    const CamFollowerSystem& cam, double cam_angle);
+
+/**
+ * @brief 凸轮运动全周期分析
+ *
+ * @param cam 凸轮-从动件系统
+ * @param steps 采样步数
+ * @return 全周期从动件状态序列
+ */
+[[nodiscard]] std::vector<FollowerState> analyze_cam(
+    const CamFollowerSystem& cam, int steps = 360);
+
+} // namespace vde::brep