面向有限测点的弯扭叶片曲线/曲面重构方法研究
发布时间：2022-01-25 02:49
随着能源、运载、国防等领域的快速发展,我国对大型、薄壁、复杂曲面零件的高精度加工需求日益迫切。弯扭叶片作为其中的典型代表,其加工水平将直接影响我国的航空航天和国防科技实力。由于弯扭叶片的传统加工方式工序复杂且废品率高,对于钛合金宽弦空心叶片等材料昂贵的弯扭叶片会导致加工成本极高。针对弯扭叶片的加工开发相应的自适应加工系统可以有效地解决这一问题。自适应加工系统是集叶片的毛坯测量、模型重构、工艺分析、数控代码自动生成及仿真加工等功能于一体的加工系统。目前我国的自适应加工系统还有待进一步研发。本文针对自适应加工系统中的模型重构功能,研究了弯扭叶片在有限测点下的曲线/曲面重构方法,力求更精确地复现待加工叶片曲面的形状,以在后续工作中获取更准确的仿真与加工结果。首先,根据自适应加工系统对弯扭叶片模型重构的技术要求,分析了现有模型重构算法的优缺点。在此基础上选择NURBS曲线/曲面进行叶片曲面模型重构,以根据具体的重构指标对现有NURBS曲线/曲面拟合方法进行改进。其次,采用NURBS曲线/曲面进行模型重构前,针对必要的测点数据预处理步骤,根据弯扭叶片测点的分布特征,提出基于四叉树区域划分的测点排...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题的背景和意义
1.3 国外内研究现状及分析
1.4 本文的主要研究内容和方法
第2章 弯扭叶片的测点数据预处理方法
2.1 单层截面线数据点的排序算法
2.1.1 基于四叉树的数据点区域划分
2.1.2 排序算法的实现
2.1.3 排序算法的实例验证
2.2 针对弯扭叶片的数据点分段及分片
2.2.1 各层截面线数据点方向归一化
2.2.2 单层截面线数据点的分段
2.2.3 各层截面线段数据点的分片
2.3 弯扭叶片的数据点预处理算法验证及结果分析
2.4 本章小结
第3章 基于有限测点的弯扭叶片模型重构方法
3.1 NURBS曲线及其插值反算方法
3.1.1 NURBS曲线的定义及相关性质
3.1.2 节点矢量的参数化
3.1.3 NURBS曲线的插值反算
3.2 模型重构的拟合误差评价机制
3.3 NURBS曲线的型值点权因子修正算法
3.3.1 型值点权因子的定义
3.3.2 型值点权因子的几何意义与影响
3.3.3 型值点权因子修正模型
3.3.4 算法及实例验证
3.4 NURBS曲线的桥接及封闭曲面的生成
3.4.1 NURBS 曲线的桥接
3.4.2 封闭 NURBS 曲面拟合算法
3.5 本章小结
第4章 弯扭叶片模型重构软件开发及综合实例
4.1 面向弯扭叶片的模型重构软件的设计
4.1.1 软件的工作流程规划
4.1.2 软件的开发环境
4.1.3 软件的开发流程
4.2 综合实例
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MLS拟合带容差的测量数据加工刀位面生成算法[J]. 李向佳,戴宁,廖文和,郭保苏,王永波. 中国机械工程. 2015(08)
[2]保持参数分布状态的有限元变形网格B样条曲面重建算法[J]. 李涛,刘浩,何纲. 中国机械工程. 2015(05)
[3]基于最小二乘的点云叶面拟合算法研究[J]. 刘俊焱,云挺,周宇,薛联凤,李正军. 西北林学院学报. 2014(05)
[4]基于移动最小二乘法的点云叶面三维重建[J]. 刘俊焱,云挺,周宇,薛联凤. 林业机械与木工设备. 2014(09)
[5]整体叶盘自适应加工技术及其工程化探索[J]. 王文理. 航空制造技术. 2014(13)
[6]基于Foley参数法反算三次NURBS曲线的算法研究[J]. 隆强,谢延敏,杨川. 机械. 2012(07)
[7]基于最小生成树的切片数据点排序算法[J]. 孙殿柱,孙永伟,朱昌志,牛宗伟. 武汉理工大学学报. 2010(02)
[8]涡轮叶片叶面B-spline曲面层次化拟合方法[J]. 白晓亮,张树生. 航空学报. 2009(10)
[9]蚁群算法数据点排序技术研究[J]. 刘德平,刘晓宇,陈建军. 塑性工程学报. 2008(06)
[10]空间散乱数据插值设计与实现[J]. 屈志毅,陈媛媛,张恒龙,潘洋. 微计算机信息. 2008(33)
博士论文
[1]基于哈希的最近邻查找[D]. 王建峰.中国科学技术大学 2015
[2]反求工程的NURBS曲面拼接与拟合技术研究[D]. 冀世军.哈尔滨工业大学 2008
[3]细分曲面生成及其在曲面造型中的应用研究[D]. 张景峤.浙江大学 2003
硕士论文
[1]整体叶盘测量特征点提取与数据处理研究[D]. 谭晓丹.吉林大学 2014
[2]航空叶片数控加工变形分析与控制方法研究[D]. 贾立伟.西安工业大学 2014
[3]Ti-22Al-24Nb合金超塑性能及SPF/DB工艺研究[D]. 方赫.哈尔滨工业大学 2013
[4]Delaunay 三角剖分算法研究[D]. 罗小华.暨南大学 2011
[5]基于散乱数据的截面线生成及模型重构技术研究[D]. 任朴林.南京航空航天大学 2003
[6]逆向工程中的NURBS曲面重构研究[D]. 许晓兰.南京理工大学 2003
本文编号：3607764
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题的背景和意义
1.3 国外内研究现状及分析
1.4 本文的主要研究内容和方法
第2章 弯扭叶片的测点数据预处理方法
2.1 单层截面线数据点的排序算法
2.1.1 基于四叉树的数据点区域划分
2.1.2 排序算法的实现
2.1.3 排序算法的实例验证
2.2 针对弯扭叶片的数据点分段及分片
2.2.1 各层截面线数据点方向归一化
2.2.2 单层截面线数据点的分段
2.2.3 各层截面线段数据点的分片
2.3 弯扭叶片的数据点预处理算法验证及结果分析
2.4 本章小结
第3章 基于有限测点的弯扭叶片模型重构方法
3.1 NURBS曲线及其插值反算方法
3.1.1 NURBS曲线的定义及相关性质
3.1.2 节点矢量的参数化
3.1.3 NURBS曲线的插值反算
3.2 模型重构的拟合误差评价机制
3.3 NURBS曲线的型值点权因子修正算法
3.3.1 型值点权因子的定义
3.3.2 型值点权因子的几何意义与影响
3.3.3 型值点权因子修正模型
3.3.4 算法及实例验证
3.4 NURBS曲线的桥接及封闭曲面的生成
3.4.1 NURBS 曲线的桥接
3.4.2 封闭 NURBS 曲面拟合算法
3.5 本章小结
第4章 弯扭叶片模型重构软件开发及综合实例
4.1 面向弯扭叶片的模型重构软件的设计
4.1.1 软件的工作流程规划
4.1.2 软件的开发环境
4.1.3 软件的开发流程
4.2 综合实例
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MLS拟合带容差的测量数据加工刀位面生成算法[J]. 李向佳,戴宁,廖文和,郭保苏,王永波. 中国机械工程. 2015(08)
[2]保持参数分布状态的有限元变形网格B样条曲面重建算法[J]. 李涛,刘浩,何纲. 中国机械工程. 2015(05)
[3]基于最小二乘的点云叶面拟合算法研究[J]. 刘俊焱,云挺,周宇,薛联凤,李正军. 西北林学院学报. 2014(05)
[4]基于移动最小二乘法的点云叶面三维重建[J]. 刘俊焱,云挺,周宇,薛联凤. 林业机械与木工设备. 2014(09)
[5]整体叶盘自适应加工技术及其工程化探索[J]. 王文理. 航空制造技术. 2014(13)
[6]基于Foley参数法反算三次NURBS曲线的算法研究[J]. 隆强,谢延敏,杨川. 机械. 2012(07)
[7]基于最小生成树的切片数据点排序算法[J]. 孙殿柱,孙永伟,朱昌志,牛宗伟. 武汉理工大学学报. 2010(02)
[8]涡轮叶片叶面B-spline曲面层次化拟合方法[J]. 白晓亮,张树生. 航空学报. 2009(10)
[9]蚁群算法数据点排序技术研究[J]. 刘德平,刘晓宇,陈建军. 塑性工程学报. 2008(06)
[10]空间散乱数据插值设计与实现[J]. 屈志毅,陈媛媛,张恒龙,潘洋. 微计算机信息. 2008(33)
博士论文
[1]基于哈希的最近邻查找[D]. 王建峰.中国科学技术大学 2015
[2]反求工程的NURBS曲面拼接与拟合技术研究[D]. 冀世军.哈尔滨工业大学 2008
[3]细分曲面生成及其在曲面造型中的应用研究[D]. 张景峤.浙江大学 2003
硕士论文
[1]整体叶盘测量特征点提取与数据处理研究[D]. 谭晓丹.吉林大学 2014
[2]航空叶片数控加工变形分析与控制方法研究[D]. 贾立伟.西安工业大学 2014
[3]Ti-22Al-24Nb合金超塑性能及SPF/DB工艺研究[D]. 方赫.哈尔滨工业大学 2013
[4]Delaunay 三角剖分算法研究[D]. 罗小华.暨南大学 2011
[5]基于散乱数据的截面线生成及模型重构技术研究[D]. 任朴林.南京航空航天大学 2003
[6]逆向工程中的NURBS曲面重构研究[D]. 许晓兰.南京理工大学 2003
本文编号：3607764
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