叶轮叶片曲面的可展面近似及粗加工区域规划

发布时间：2017-10-08 15:01

  本文关键词：叶轮叶片曲面的可展面近似及粗加工区域规划

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【摘要】：叶轮作为一种典型的具有复杂外形特征的通道类零件,在航空、航天、核电、能动、石化、冶金等领域得到广泛应用。在三元叶轮加工中,粗加工时间会占到总加工时间的80%左右,为了减少三元叶轮粗加工所需时间,提高生产效率,本文深入研究叶轮粗加工区域规划问题。利用可展面造型得到的物体,可以在不拉伸和撕裂材料的情况下制造,这使得由可展面造型得到的物体具有良好的加工特性,所以研究可展面逼近叶轮叶片曲面,对于提高叶轮加工精度等方面具有重要意义。 首先,通过MATLAB软件,利用准均匀B样条的插值算法,生成叶轮吸力面、压力面的轴盘线和盖盘线,然后利用直纹面分别插值吸力面和压力面的两条边界曲线,生成吸力面和压力面,进而完成叶轮的几何造型；在此基础上,利用柱面和锥面的拼接技术完成叶轮叶片曲面的可展面逼近,通过MATALB软件验证了相应的理论和方法。 其次,本文深入研究了多段B样条曲线间求交问题,利用改进后的优化凸包方法优化B样条曲线的控制多边形,结合使用矩形试探法和精确求交函数,完成B样条曲线间的求交运算。 最后,本文利用投影变换和回转运动群等相关知识,求取叶轮流道的最大投影面积,生成最佳投影方向,并以该方向作为要求柱面的母线方向,相应的投影曲线为准线,构造柱面,进而完成了柱面对叶轮流道的逼近,达到优化叶轮流道粗加工区域的目的。
【关键词】：三元叶轮 几何造型 可展面 粗加工
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.7;TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题背景及意义8
• 1.2 文献综述8-14
• 1.2.1 可展面造型技术的研究现状8-11
• 1.2.2 叶轮流道的粗加工现状11-13
• 1.2.3 复杂空间曲线求交现状13-14
• 1.3 论文主要研究内容14-15
• 2 叶轮叶片曲面的几何造型15-28
• 2.1 Bezier曲线15-16
• 2.2 B样条曲线16-18
• 2.2.1 B样条曲线及de Boor算法16-17
• 2.2.2 B样条曲线的凸组合性质17
• 2.2.3 均匀B样条曲线17-18
• 2.3 均匀B样条与Bezier的联系18-24
• 2.3.1 二次均匀B样条与二次Bezier18-19
• 2.3.2 三次均匀B样条与三次Bezier19-21
• 2.3.3 四次均匀B样条与四次Bezier21-24
• 2.4 直纹而造型24-27
• 2.4.1 边界曲线的B样条插值24-26
• 2.4.2 边界曲线构成的直纹而26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 叶轮叶片曲面的可展面逼近28-49
• 3.1 可展面的定义28
• 3.2 可展面几何造型28-44
• 3.2.1 低次可展bezier曲面插值28-36
• 3.2.2 任意次数可展Bezier曲面插值36-44
• 3.3 开展面逼近叶片曲面44-48
• 3.3.1 柱面的几何造型44
• 3.3.2 锥面的几何造型44-45
• 3.3.3 可展面逼近叶片曲面45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 二维图元求交问题49-59
• 4.1 线性对象求交问题49
• 4.2 B样条曲线求交问题49-50
• 4.3 优化凸包的确定50-57
• 4.4 矩形试探法57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 叶轮流道粗加工规划59-72
• 5.1 回转运动群59-61
• 5.2 投影变换61-64
• 5.2.1 点的投影变换61-62
• 5.2.2 B样条曲线的投影变换62-64
• 5.3 曲面面积计算64-69
• 5.3.1 平面封闭区域面积计算65-66
• 5.3.2 公共锥顶点的选取66-67
• 5.3.3 叶轮流道投影的几个类型67-69
• 5.4 优化粗加工区域69-71
• 5.4.1 最大投影面积计算69-70
• 5.4.2 柱面构造最大粗加工区域70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

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本文编号：994668