基于拓扑同胚变换的复杂环形锻件自由曲面特征提取方法研究

发布时间：2022-08-02 11:52

　　复杂环形锻件如航空发动机涡轮机匣、核电桶锥、压力容器法兰环等是重型装备重要的连接与承载部件,在风电、核电、航空航天、石油石化装备等机械制造领域中应用广泛。在轧制过程中,复杂环形锻件外形轮廓自由曲面特征决定了环形锻件关键部位的形状和几何尺寸,是判断环形锻件锻成品是否达到轧制工艺要求变形量和质量的重要依据。准确识别复杂环形锻件轧制过程中环形锻件的外形轮廓特征信息,对于改善复杂环形锻件的内部成形质量、提高锻件环轧技术水平及效率具有极其重要的意义。本文针对自由曲面特征提取方法中存在的未充分利用点云数据内在关联问题;几何变换下的曲面点云坐标易发生漂移、拥挤问题;自由曲面模型片面化、离散化问题展开研究,旨在探索准确、高效的复杂环形锻件轧制过程中外形轮廓自由曲面特征提取方法,为保证环形锻件的成形质量、提高其生产效率及市场竞争力提供保障。具体研究工作如下:首先,基于复杂环形锻件生产实际工况和点云数据结构特点,提出原始采样点云信息的消噪及动态偏差跟踪补偿方法,构建复杂环形锻件外形轮廓点云数据。针对曲面重构过程中未能兼顾点云数据间局部邻域与全局关联关系问题,基于拓扑学理论,通过研究点云数据的几何特征及内蕴... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 自由曲面概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 基于点云几何属性分析的自由曲面特征识别方法
        1.3.2 基于点云网格拓扑结构分析的自由曲面特征识别方法
        1.3.3 基于点云邻域关联分析的自由曲面特征识别方法
    1.4 点云特征提取方法亟待解决的问题
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 复杂环形锻件点云数据的构建
    2.1 引言
    2.2 复杂环形锻件点云数据的获取
    2.3 基于卡尔曼时分复用滤波的复杂环形锻件点云动态偏差跟踪研究
    2.4 基于参数三次埃尔米特插值的复杂环形锻件点云偏差补偿研究
    2.5 本章小结
第3章 复杂环形锻件自由曲面的拓扑同胚变换模型建立
    3.1 引言
    3.2 复杂环形锻件基于流形的拓扑自由曲面构建
        3.2.1 复杂环形锻件点云信息拓扑空间的构建
        3.2.2 复杂环形锻件拓扑自由曲面构建
        3.2.3 复杂环形锻件拓扑自由曲面流形研究
    3.3 复杂环形锻件拓扑自由曲面同胚映射构建
    3.4 复杂环形锻件同胚变换自由曲面拓扑性质的研究
        3.4.1 拓扑变换自由曲面光滑性分析
        3.4.2 同胚变换自由曲面定向性分析
    3.5 本章小结
第4章 复杂环形锻件自由曲面的拓扑同胚变换特征提取
    4.1 引言
    4.2 拓扑同胚变换自由曲面切丛模型构建
    4.3 拓扑同胚变换自由曲面切丛模型曲率和极值研究
    4.4 拓扑同胚变换自由曲面特征点识别研究
    4.5 本章小结
第5章 复杂环形锻件自由曲面特征提取方法的实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验装置与对象
    5.3 复杂环形锻件自由曲面特征提取实验过程
    5.4 复杂环形锻件自由曲面特征提取实验对比与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3668472