基于球域误差理论的复杂工件重心评价与修正

发布时间：2017-03-21 15:03

  本文关键词：基于球域误差理论的复杂工件重心评价与修正，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在机械设备的加工制造过程中,由于受到材料缺陷、加工误差和装配误差等非设计因素的影响,工件重心的实际位置和理论位置会不一致,这将对工件的使用性能产生不良影响。因此在测量得到工件的实际重心位置之后,需要按照一定的方式对其进行评价与修正补偿,使工件重心移动到合理的位置。根据重心数据点的分布特点,本文基于数学上闭包域的相关理论提出了数据点最小闭包球与公差球的概念。分别从概念性质的角度和优化搜索的角度给出了在低维条件下求解最小闭包球与公差球的四种算法。用Matlab对算法进行数值试验,结合数值试验的结果对算法的性能进行分析与评价。通过对比最小闭包球与公差球的相对位置关系,本文提出了数据点误差判定的准则。针对数据修正的最优化要求,分别以移动距离最短与离散程度最小为标准提出了相应的数据误差修正方案。根据数据误差在统计学上的分布规律对这种数据误差处理方式进行分析与评价。基于之前提出的数据误差处理方法对工件重心误差进行评价与修正。由于不同工件的修正手段不同,本文以不同的修正方式分别对单一零件工件与装配体工件进行重心修正。根据重心力矩平衡原理计算出修正位置和修正量的对应关系,从而给出相应的重心评价与修正方案。以船用组合式螺旋桨为对象,对其重心位置进行评价与修正。根据船用组合式螺旋桨结构以及使用方式的特点,给出最合理的重心评价修正方案,并分别从理论分析与仿真试验两个方面对螺旋桨修正前后的力学性能进行验证。结果表明,该修正方案可以比较好地改善螺旋桨的力学性能。为了方便实际工程应用,针对工件重心评价与修正问题,在UG/Open平台上开发出一套应用插件,使理论算法程序化。同时给出了应用的主要设计方法与详细操作步骤,对实际应用中工件重心的评价与修正提供便利。
【关键词】：球域理论 误差处理 重心修正 仿真试验 应用设计
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 测量数据误差处理理论的发展及研究现状10-12
• 1.3 重心位置评价修正的研究现状12-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 2 数据点集的最小闭包球与公差球15-35
• 2.1 数据点集最小闭包球的概念15-16
• 2.2 基于边界点分布位置的最小闭包球判定原理16-17
• 2.2.1 闭包球边界点向量特点16-17
• 2.2.2 点集最小闭包球判定原理17
• 2.3 数据点集最小闭包球算法17-23
• 2.3.1 基于边界点判定求解点集的最小闭包球18-21
• 2.3.2 模式搜索法求解点集的最小闭包球21-23
• 2.4 数据点集公差球的概念23-24
• 2.5 公差球的算法24-26
• 2.5.1 基于枚举思想求解公差球24-25
• 2.5.2 基于遗传算法求解公差球25-26
• 2.6 最小闭包球与公差球算法的数值试验与算法分析26-34
• 2.6.1 试验数据点的获取26-27
• 2.6.2 算法的数值试验27-31
• 2.6.3 算法性能评价与总结31-34
• 2.7 本章小结34-35
• 3 基于球域理论的数据误差处理方法35-43
• 3.1 基于球域理论的数据误差判定35-36
• 3.2 基于球域理论的数据修正标准36-40
• 3.2.1 移动距离最短修正标准36
• 3.2.2 离散度最小修正标准36-40
• 3.3 基于球域理论数据误差处理方式的统计学分析与评价40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 工件重心误差评价与修正43-48
• 4.1 工件重心误差的分类及处理方法43
• 4.2 单一零件工件重心修正方法43-45
• 4.2.1 工件修正区域的确定43-44
• 4.2.2 工件修正量的确定44-45
• 4.3 装配体工件重心修正方法45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 组合式船用螺旋桨的重心修正试验48-56
• 5.1 螺旋桨数据参数的获取48-49
• 5.2 合式螺旋桨重心修正设计49-52
• 5.3 仿真试验与修正结果验证52-55
• 5.3.1 理论分析验证52-53
• 5.3.2 仿真试验53-55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 基于UG/open二次开发的工件重心评价与修正应用设计56-64
• 6.1 UG/Open二次开发应用及相关模块介绍56
• 6.2 应用程序基本框架的搭建56-58
• 6.2.1 应用程序模块组成与调用关系56-57
• 6.2.2 应用程序菜单自定义57-58
• 6.2.3 对话框界面搭建58
• 6.3 重要回调函数的编写58-60
• 6.3.1 零件重心位置评价与修正面板回调函数的编写59
• 6.3.2 装配体重心位置评价与修正面板回调函数的编写59-60
• 6.4 应用程序使用说明60-63
• 6.4.1 零件重心评价修正对话框使用说明60-62
• 6.4.2 装配体重心评价修正对话框使用说明62-63
• 6.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-68
• 附录A 算法数值试验第一组数据点68-69
• 附录B 边界点判定法主函数69-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 曾宪录;;一种基于科学计算器的方差分析计算方法[J];嘉应学院学报;2007年03期

2 越民义;;斯坦纳树问题及其推广[J];科学;2002年06期

3 张英;姚燕安;查建中;;机构平衡的可移动配重法[J];上海交通大学学报;2006年12期

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本文编号：259813