不可展曲面近似展开和内部结构映射方法研究

发布时间：2017-05-21 10:24

  本文关键词：不可展曲面近似展开和内部结构映射方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 整体壁板是将传统飞机结构中的骨架元素、连接元素和蒙皮制成一体的板类零件，是飞机的主要受力结构件，具有强度高、重量轻、气密性好等优点。复杂结构的整体壁板成形要满足飞机气动外形和疲劳寿命的要求，成形难度极高。采用毛坯数控加工-喷丸成形方法的首要问题是确定坯料结构尺寸。 本文结合型号研制中小曲率机翼整体壁板类零件坯料展开课题，基于板料厚向变形忽略不计的先验假设，首创混合四边形-三角形网格等面积展开的几何模拟法确定壁板类零件毛坯外形，给出了混合四边形-三角形网格等面积展开算法；提出了虚拟分割线的概念，采用虚拟几何对称轴，给出了规整四边形单元展开基带上结点的计算方法；采用映射原理和求交算法确定了壁板内部结构信息的展开定位。更进一步，通过构造对复杂边界和局部大曲率复杂曲面有较强适应性的局部三角形单元及其面积不变条件下的展开算法，对不规则边界曲面、局部陡曲面实现了几何近似展开。 应用上述几何展开算法，作者基于Windows NT／2000／XP系统和CATIA V5平台用Visual Basic开发了一套“不可展曲面近似展开和内部结构信息映射系统”软件，简称DEMAPS系统，实现了飞机壁板类零件的展开计算和展开图形自动绘制。编程实现接口处理：曲面网格数据文件与CATIAV5分析模拟模块之间传递；结构信息数据文件采用通用的基本图形交换规范IGES格式；二维展开模型为CATIA V5数据格式显示。 该软件先后在“枭龙”战斗机和“某型号”运输机上成功应用，前一型号已经在03年9月成功首飞。本文最后给出了几个典型展开实例，结果表明该系统在航天、汽车、船舶等行业也会有广泛的应用前景。
【关键词】：整体壁板 几何模拟 等面积展开
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V262
【目录】：

• 第一章 绪论7-12
• 1.1 课题背景及研究意义7-8
• 1.2 几何模拟法应用现状8-11
• 1.2.1 几何模拟法的发展8-10
• 1.2.2 几何模拟法存在的问题10-11
• 1.3 研究内容及工作安排11-12
• 第二章 系统主体框架12-15
• 2.1 系统目标12
• 2.2 系统功能12
• 2.3 系统构成12-14
• 2.3.1 曲面提取12-13
• 2.3.2 曲面展开13
• 2.3.3 内部结构提取13
• 2.3.4 内部结构映射13
• 2.3.5 图形显示13-14
• 2.4 系统软硬件环境14
• 2.5 系统结构14-15
• 第三章 系统中关键算法研究15-36
• 3.1 曲面基本理论15-19
• 3.1.1 正则曲面15-17
• 3.1.2 直纹面17
• 3.1.3 可展曲面17-19
• 3.2 四边形网格单元展开算法19-30
• 3.2.1 展开基点的确定19
• 3.2.2 展开基点相邻四点的确定19-21
• 3.2.3 四边形单元待定结点的确定21-27
• 3.2.4 展开基带上主结点的确定27-30
• 3.3 四边形-三角形混合网格单元展开算法30-32
• 3.3.1 基点相邻点坐标计算30-31
• 3.3.2 混合展开基带上结点的确定31-32
• 3.4 内部结构信息映射算法32-36
• 3.4.1 特征点映射32-34
• 3.4.2 直线映射34-35
• 3.4.3 其他类型处理方法35-36
• 第四章 软件编程实现36-50
• 4.1 系统开发工具36-37
• 4.1.1 CATIA V5平台36
• 4.1.2 Visual Basic可视化编程语言36-37
• 4.1.3 基本图形交换规范IGES37
• 4.2 曲面网格数据提取37-40
• 4.3 结构信息提取40-42
• 4.4 曲面展开42-45
• 4.4.1 规整四边形单元展开42-43
• 4.4.2 三角形单元展开43-44
• 4.4.3 三角形和四边形混合单元展开44-45
• 4.5 内部结构映射45-47
• 4.6 图形显示47-49
• 4.6.1 曲面展开边界的显示48
• 4.6.2 内部结构展开位置的显示48-49
• 4.7 系统在CATIA上的集成49-50
• 第五章 系统应用实例50-61
• 5.1 系统主界面50-51
• 5.2 可展曲面展开实例51-53
• 5.2.1 圆柱面51-52
• 5.2.2 圆台面52
• 5.2.3 圆锥面52-53
• 5.3 工程应用实例53-57
• 5.3.1 某型号前下壁板展开53-55
• 5.3.2 某型号上壁板展开55-57
• 5.4 不规则边界曲面展开实例57-60
• 5.4.1 多边形的网络效果图57
• 5.4.2 三边形曲面展开57-58
• 5.4.3 带孔曲面展开58-59
• 5.4.4 大曲率球冠展开59-60
• 5.5 小结60-61
• 第六章 结束语61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

【引证文献】

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本文编号：383401