截面线展开法在一步成形中的应用

在研究了现有的几种一步成形模拟初始场预示算法的主要优缺点的基础上,提出了一种改进的基于几何展开的初始场预示算法———截面线展开法,并编制了计算程序。该算法既具有基于几何展开方法的优点,又克服了"几何映射法"必须寻找对称线的困难,使得一步成形模拟方法更具有实用性。花盒件的实际模拟结果与实验数据的对比表明:通过一步模拟方法所得到的初始毛坯形状与由实验得到的毛坯形状比较吻合,验证了本文所研究的截面线展开算法的有效性。

截面线等误差步长法计算点云刀具路径规划

提出了一种利用截面线等误差步长法计算点云刀具路径的算法。首先定义一组截平面,运用点云切片算法求出截平面与点云的交线,作为刀触点(CC)轨迹。刀触点轨迹是由大量离散点组成的点集,本文中提出了一种等误差步长法对刀触点轨迹计算刀触点,然后利用最小二乘法拟合刀触点附近点获得平面,平面法矢作为刀触点的法矢,沿法矢偏置刀具半径得到对应的刀位点,并对生成的刀位点进行干涉处理。该算法计算出的刀具路径包含的刀位点数量更少,误差均匀且都满足最大误差要求,最后通过实例验证了算法的可行性。

基于截面线的隐式曲面多边形化

提出了基于截面线的隐式曲面多边形化方法 .用一系列平行平面去截隐式曲面 ,根据正负法产生截面线 ,再对截面线进行拓扑重构和几何重构 ,实现了隐式曲面的多边形化 .与传统的隐式曲面绘制方法相比 ,所提出的方法具有效率高、适合于交互设计等特点 .

自由曲面截面线无干涉刀轨生成方法的研究

截面线法是数控加工中重要的也是应用较为广泛的一种刀具轨迹的生成方法.以球形刀加工自由曲面为例,对截面线无干涉刀轨生成方法进行了研究与探讨.该方法实现了对刀具干涉的快速分析检测与处理,提高了数控加工和生产效率.此外,该方法不仅可以在数控加工中生成无干涉刀具轨迹,而且可以确定加工中的欠切区域,以便于后续加工.

基于刀触点路径截面线法的不规则曲面锯切加工算法研究

为获得更高的不规则曲面加工效率,研究了一种基于刀触点路径截面线法的锯切加工算法.该算法在点云数据的基础上,通过截交面产生截交线;通过调整锯片直径、步长满足截面线最小曲率要求,拟合产生刀触点路径,计算刀位点路径.仿真实验表明,加工效率可提高4倍左右;而在实际加工实验中加工效率提高了5倍.3D-Z轴定向模型分析表明,实际加工模型最大偏差4.005mm,平均偏差0.929mm,模型中不存在过切区域,满足工业生产要求,但存在一定量的欠切区域.研究结果为后续研究奠定了良好基础.

一种叶片截面线光顺及等距面生成方法

采用等距面生成球头刀加工刀具轨迹是曲面加工中一种常用的方法。但是,在对叶身曲面进行等距偏置时,经常出现无法偏置的问题。针对该问题,分析了曲面偏置自相交原因,并根据叶片类零件叶身曲面的特点,提出了一种叶身截面线光顺及等距面生成方法。该方法首先采用Kjellander方法将原始截面线进行自动光顺,然后根据光顺后的原始截面线和数据采样法构造偏置截面线,最后通过截面线放样法构造叶身曲面等距面。实例表明,采用Kjellander方法可以实现叶片曲面的自动光顺和叶片曲面等距面的构造。

基于三角化模型截面线提取产品特征线的四边域曲面重构

提出了基于三角化模型截面线提取产品特征线的四边域曲面重构的方法。该方法不但对特征点提取进行了降维简化,把在三维数据点云中直接求取特征点,转化为在截面线上求点,而且综合了三角曲面法快速、灵活、边界适应性好和四边曲面法精确、光顺的优点。

截面线数据点排序算法研究与应用

提出一种截面线数据点排序算法,该算法计算截面线数据点的最小包围多边形,将截面线数据点依据边长差最小原则插入到最小包围多边形中,形成包含所有数据点的多边形,顺序连接该多边形各顶点,实现对截面线数据点的排序。实例证明,该算法稳定、准确,可有效提高截面线数据点的排序效率。

截面线修正法在毛坯设计中的应用

基于有限元反向法计算得到的毛坯存在一定的形状偏差。结合Dynaform软件,提出了基于截面线长度变化的毛坯迭代修正方法,对初始毛坯进行修正,从而确定出合理的毛坯形状。以一个盒形拉深件为例,对获得的毛坯进行模拟仿真,模拟结果与拉延件的形状误差得到很大的提高,从而验证了该方法的可行性。

基于散乱数据截面线的曲面重构算法研究

提出了一个新的散乱数据的曲面重建算法 ,该算法采用一组平行平面去剖切点云 ,除恰好位于该截面上的数据点之外 ,如果一数据点与某一截面的距离小于给定的距离域值 ,则将其投影到该截面上 ,把上述点通称为用距离域值来确定截取点。将每一张截面上的截取点用最小二乘法拟合成B样条曲线 ,然后对生成的一组B样条曲线进行处理 ,即统一节点矢量、重新参数化和起点相对应 ,重新拟合一组闭合B样条曲线 ,再对其运用蒙面操作 ,从而构造一张曲面。

截面线数据的曲面蒙皮重构技术研究

为了保持曲面形状的平滑性,在曲面重构过程中经常会出现曲面形状的变异,针对带有精确截面信息的截面线数据的三维曲面重构问题,提出了一种NURBS曲面蒙皮重构方法。该方法产生一个连续的NURBS曲面,改进了传统曲面蒙皮重构方法在处理非均匀截面数据点时出现的一系列问题,通过实际系统验证了该方法的有效性。

叶片截面线特征点的快速提取及其实验研究

针对叶片加工过程中的测量效率问题,从叶片截面线的曲率突变性出发提出一种提取截面线特征点的方法.根据截面线离散点积分曲线的单调性将截面线划分为曲率平滑区域与曲率突变区域,综合离散点曲率与区域性质选取基本特征点.构造B样条曲线逼近原始曲线,直到两曲线之间的Hausdorff距离满足预设阀值,完成特征点提取.计算及实验结果表明,特征点分布疏密程度与截面线曲率变化相关.在阀值为0.05mm的条件下,算法平均压缩率达到98%,平均计算时间为103 s.相比传统方法,该方法能快速收敛到设定误差,对提高叶片测量效率有一定指导意义.

基于模板的2-D特征截面线参数化设计

为提高模面型面设计的效率与稳定性,提出了一种基于截面线模板的参数化优化方法。首先对2-D截面线的特征和类型进行分析,给出截面线统一的NURBS显式表达式;然后针对截面线的结构特点,提出一种简捷、高效的截面线编辑策略,并设计相应的优化算法。将算法集成到自主开发的冲压成形分析软件DCiP模面设计模块,并与HyperForm的Die Module进行比较,结果表明:算法避免了现有方法中飞逸、越界等异常的发生,简化了用户的操作,缩短了产品的设计周期。

关于截面线数据特征线提取的研究

特征线的提取是逆向工程中的关键环节之一,截面线数据作为逆向工程中重要数据来源对其进行特征线提取研究有着重大意义。近年来,对于特征线提取的研究大都针对于点云和三角网格数据,对于准有序的截面线数据的研究较少。提出一种截面线数据特征线自动提取的算法,光顺截面线轮廓,去除噪点和误差较大的点;计算离散曲率,曲率突变的点即为特征点;提出特征线自动生成算法,自动识别分叉点,偏差点,将得到的特征点集拟合生成光滑特征线。

涡轮叶身外型截面线二维工程图快速生成

为实现涡轮叶片叶身外型截面线的二维工程制图快速生成,结合涡轮叶片的结构特点,在生成工程图之前先对截面线进行特征提取。以某型涡轮叶片为具体实例介绍了数据导入生成的外型截面线的特征参数提取、工程图的生成及表格尺寸的自动标注过程,详细阐述了对任意叶身高度的外型截面线的特征参数提取方法。

基于角度分割的截面线数据匹配点对建立算法

研究了从截面线数据到B样条曲面拟合的过程中,建立最佳匹配数据点对的问题。提出了一种基于角度分割建立截面线数据匹配点对的算法,该算法利用各层截面线的公共几何中心,计算各点到中心的斜率,再利用基于斜率的插值获取给定角度在原参数曲线上的参数值。最后运用德布尔点的递推公式得到参数对应的坐标。当处理完所有的截面线数据,就得到了一组采样个数统一的匹配点对。该算法在进行截面线数据重采样的同时就完成了对数据点的对正处理,不仅适用于对凸轮廓的处理,而且也能处理层间形状变化较大的截面线数据。

钢丝绯缠绕高压胶管截面线负荷变形特性

高压胶管由含于橡胶层的螺旋状钢丝增强。该钢丝—橡胶复合层在其垂直于铜丝缠绕方向上具有正交各向异性的弹性。以前,Breig对螺旋状缠绕钢丝的变形特性进行过理论和实验研究,但他未考虑橡胶层的影响。本文采用橡胶复合体理论,对于沿着由钢丝—橡胶复合层单层构成的复合园筒截面周边,给予同样压缩线负荷时变形进行了解析。对波状变形、伸长、旋转偶合变形解析得出的结果与实验结果基本一致。在此应注意橡胶层对提高高压胶管波状变形的衰减性具有一定作用。

一种变截面涡旋压缩机型线的构建与性能研究

针对传统变截面型线设计中因曲线类型不同和引入高次曲线而导致的设计过程复杂、加工难度大等问题,提出了一种利用加速螺旋线取代高次曲线的型线设计方法。基于该方法,构建了一种以加速螺旋线为主涡旋线的变截面型线,并建立了该型线的基本几何理论,研究了工作腔容积的变化规律,得到了轴向气体力与切向气体力随着主轴转角的动态变化历程。结果表明:采用相同类型曲线构建的变截面型线,不仅弥补了传统变截面型线的不足,而且在容积性能与力学性能方面更具优势。在相同设计参数条件下,与高次曲线构成的传统变截面型线相比,吸气容积和压缩比分别提高了39.51%和11.54%,最大轴向气体力与切向气体力分别降低了11.06%和8.58%。该研究成果对简化变截面型线设计及降低加工难度具有一定的参考作用。

新型变截面涡旋型线的多目标遗传算法优化

利用基圆渐开线和幂级数形式的高次曲线构造一种新型的变截面型线,并针对目前变截面型线优化设计中只以容积性能为优化目标而未考虑型线力学性能这一缺点,提出综合考虑容积性能和力学性能的多目标优化设计方法。将容积性能中的重要指标——压缩比和力学性能中的关键指标——轴向气体力和切向气体力作为优化目标,利用遗传算法对其进行多目标优化。结果表明:优化后的两大指标较优化前均有显著变化,压缩比提高了11.3%,轴向气体力和切向气体力明显降低,尤其是切向气体力降低的幅度较大,最大轴向力和最大切向力分别减少了2.11%和22.71%,表明提出的优化方法可以获得综合性能较优的变截面型线。

截面线特征直接提取的离散曲率法

特征提取是逆向工程的重要步骤,其中截面线特征点的弱化是需要解决的关键问题.提出用离散曲率法提取特征点,曲率表达式包含了高斯核函数曲线,选用了合适的离散尺度因子.根据一阶和二阶离散曲率曲线的局部极值点,确定出截面线特征点集,进行特征点的融合,输出最终的截面线特征点集.通过与文献算法的输出进行比较,表明本算法提取的截面线特征点不容易有漏检和误检,能最大限度地与原有形状特征元保持一致.仿真输出实例证实了本算法的适用性和有效性.