基于稳定性分析的复杂零件夹紧点自动规划技术

发布时间：2017-03-16 09:01

  本文关键词：基于稳定性分析的复杂零件夹紧点自动规划技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着制造业日新月异的发展,机械加工技术也随之飞速进步。装夹是工件在机械加工过程中首先面临的问题,而装夹布局的合理性则是保证工件加工质量与生产安全的必要条件。为此本文分别针对刚性工件、柔性工件,系统地提出了面临这两种不同属性工件时装夹布局的规划方法。对于刚性工件,影响加工精度与表面质量的主要因素则是加工过程中工件所受的力无法保持平衡造成工件的窜动。本文针对此提出了基于稳定性指标与稳定裕度的工件装夹布局优化模型及其遗传算法求解方法。根据静力平衡条件与线性规划技术,提出装夹稳定性的判断依据及其解算方法,实现对装夹时工件稳定性的定量分析;将力的超椭球体积定义为装夹稳定裕度,用以实现在确定装夹时工件稳定性后外力抵抗能力的定量分析。同时引入离散化思想,构建以最大装夹稳定裕度为目标的复杂工件装夹布局规划模型,根据每一个体的装夹稳定裕度,定义个体的适应度评价函数,得到刚性装夹布局规划模型的遗传算法求解方法。对于柔性工件,影响加工精度与表面质量的主要因素则是工件与夹具之间的力所造成的工件变形;在多个夹具的相互影响下,要得到装夹布局与工件装夹变形之间的关系是一件非常困难的事情。本文针对此提出了基于稳定性指标与装夹变形最小化的工件装夹布局优化模型及其神经网络预测方法。在保证装夹稳定性的同时,通过非线性拟合能力极强的BP神经网络构建工件装夹变形最小化模型,并利用粒子群优化算法改善神经网络的预测精度与泛化性,得到柔性工件装夹布局的神经网络预测方法。基于稳定性指标的装夹布局规划方法由于只涉及到接触点的坐标及其法向量信息,不仅适用于具有复杂表面的工件,而且能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程,提高了计算效率,为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。
【关键词】：装夹布局 稳定性指标 稳定裕度 遗传算法 神经网络 粒子群优化算法
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题的提出10-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 国外研究现状11-12
• 1.3.2 国内研究现状12-13
• 1.4 本文的主要研究内容及结构体系13-15
• 第二章 刚性工件装夹模型建立15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 装夹稳定性分析15-20
• 2.2.1 工件静态平衡约束条件15-17
• 2.2.2 摩擦锥约束条件17-20
• 2.3 装夹稳定裕度20-22
• 2.4 应用实例22-26
• 2.4.1 二维工件实例22-24
• 2.4.2 三维工件实例24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 刚性工件装夹布局规划27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 遗传算法27-28
• 3.3 装夹布局的规划方法28-32
• 3.3.1 复杂工件表面离散化28-29
• 3.3.2 优化方法29-32
• 3.4 应用实例32-35
• 3.5 本章小结35-37
• 第四章 柔性工件装夹布局规划37-47
• 4.1 引言37
• 4.2 工件变形优化模型37-38
• 4.3 柔性工件的装夹变形仿真38-41
• 4.4 粒子群算法41-42
• 4.5 壁件装夹变形的优化方法42-44
• 4.6 粒子群优化算法在装夹变形中的应用44-46
• 4.7 本章小结46-47
• 第五章 柔性工件装夹布局预测方法47-57
• 5.1 引言47
• 5.2 人工神经网络47-49
• 5.3 BP神经网络49-50
• 5.4 PSO-BP神经网络50-53
• 5.5 柔性工件装夹预测方法53-56
• 5.5.1 网络结构与训练样本的确定53-54
• 5.5.2 BP神经网络的优化与训练54-56
• 5.5.3 最优装夹布局的预测56
• 5.6 本章小结56-57
• 第六章 基于稳定裕度分析的CAFD系统开发57-67
• 6.1 CAFD系统的设计目标57-58
• 6.2 CAFD系统的实现方法58-63
• 6.2.1 基于UG/OpenAPI的二次开发58-60
• 6.2.2 数据库操作60-61
• 6.2.3 调用Matlab计算引擎61-62
• 6.2.4 任意曲面网格划分62-63
• 6.3 夹紧方案规划实例63-67
• 第七章 总结与展望67-69
• 7.1 总结67
• 7.2 本文的不足与展望67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位论文期间发表的学术论文及参加科研工作情况73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 朱耀祥，融亦鸣，朱剑，白勇，，罗振璧;计算机辅助组合夹具设计系统的研究[J];机械工程学报;1994年05期

  本文关键词：基于稳定性分析的复杂零件夹紧点自动规划技术，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：251525