DLG数据坐标转换中的椭圆弧处理方法

在对数字线划图(DLG)数据进行坐标转换时,以往方法在处理椭圆弧时需要用椭圆弧圆心参与坐标转换计算,如果椭圆弧圆心超出转换模型控制范围,则该方法不能继续适用,且即使椭圆弧圆心在转换模型控制范围内,若使用各点变化量不一致的坐标转换模型(如格网模型)处理大尺度椭圆弧,则在椭圆弧与其他图形相交处会出现拓扑错误。针对这一问题,本文提出了一种关键点集替代图形法,其基本原理是:首先,根据规则选择待转换椭圆弧上指定点作为关键点集,用于代替椭圆弧来参与坐标转换;其次,根据转换完成后的点集,结合椭圆弧数学模型计算新椭圆弧参数;最后,利用相关接口绘制对应的椭圆弧图形,完成坐标转换。结果表明,无论椭圆弧圆心是否在转换模型控制范围内,关键点集替代图形法处理的椭圆弧图形坐标转换成果均正确、可靠。相较于以往方法,该方法普适性更强,具有一定的实用性和推广价值。

椭圆弧的有理Bézier表示

提出了椭圆弧弧度的定义,根据这一定义推出三次有理B zier椭圆弧弧度不超过240°.此外还提出了求椭圆弧控制顶点和相应权值的几何构造方法.

椭圆弧柔性铰链刚度简化计算及优化设计

本文主要研究了椭圆弧柔性铰链刚度的优化设计方法。首无,针对椭圆弧柔性铰链刚度计算公式过于复杂的问题,采用幂函数非线性曲线拟合的方法,推导了椭圆弧柔性铰链刚度的近似理论计算公式。然后,基于近似理论计算公式,分析了柔性铰链的精度特性及工作时的最大应力;采用GlobalSearch全域优化指令和Fmincon局域优化指令对椭圆弧柔性铰链工作方向的最大刚度进行了优化设计。最后,采用有限元仿真和实验验证的方法证实近似理论计算公式的适用性和优化结果的可靠性。验证显示:实验结果与近似理论计算结果的相对误差小于5%,表明提出的方法不仅省去了繁杂的有限元模型建立以及计算和修改的过程,大大提高了设计效率;而且通过优化计算可以得到椭圆弧柔性铰链的最大刚度。

椭圆弧型过渡段有界波模拟器

提出并设计制作了一种椭圆弧型过渡段有界波电磁脉冲模拟器,并与锥形平板过渡段有界波模拟器进行了对比。采用仿真和试验两种方法,仿真在电磁场仿真软件CST中开展,试验实际测量得到前沿上升时间约2ns、脉宽约25ns的双指数电场波形和前沿上升时间约2ns、平顶持续约80ns的阶跃型电场波形。仿真和试验结果表明:该模拟器有效削弱了前后过渡段与平行板段连接处的不连续性对场波形的影响。

基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补研究

针对目前圆弧插补与椭圆弧插补在适用范围、计算效率与精度方面的问题,通过引入微分模型表达空间圆弧与椭圆弧,提出了基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补方法,能实现空间任意圆弧与椭圆弧的插补。在空间圆弧插补中能实现零径向误差与零速度波动。在空间椭圆弧插补中能实现零径向误差与较低的速度波动。同时,该方法的插补过程统一了圆弧和椭圆弧的正逆插补,无需象限判断,因此插补流程简单高效。另外,该方法采用的插补点递推公式能转换为一系列简单的四则运算,因此插补计算效率高。仿真对比分析表明了该方法相对于目前的方法具有很大的优越性。最后,在自主开发的数控平台上实现了该方法并完成了试件的加工。

CNC系统中任意三维椭圆弧的高速插补新方法

本文根据两步递归插补的思想,导出了任意三维椭圆弧高速插补的公式和算法.它是空间圆弧高速插补方法在三维椭圆弧的情况下进一步推广应用.本文最后还对插补算法进行了稳定性分析和误差分析.

椭圆弧齿线圆柱齿轮激光非接触测量方法

针对目前椭圆弧齿线圆柱齿轮测量方法的缺乏,设计了一种基于激光位移传感器的椭圆弧齿线圆柱齿轮精密测量装置。阐述了椭圆弧齿线圆柱齿轮的几何形状特征,介绍了激光非接触式测量装置的构成与测量原理,通过对该齿轮多个径向截面轮廓的激光测量,建立齿轮测量截面的轮廓数据模型;对截面轮廓数据模型进行坐标转换,计算出齿轮中间截面的齿距偏差;分析同一轮齿不同截面的齿廓测量数据,计算不同截面分度圆与齿廓交点坐标值,计算出椭圆弧齿线的整体偏差值。该方法能够有效填补曲线齿线圆柱齿轮的测量技术空白,且具有较高的测量精度和效率;其同样也适用于其他圆柱齿轮测量。

基于双椭圆弧型中弧线的系列翼型设计方法

为了能够方便快捷的设计和修改翼型,采用两段椭圆弧来构造翼型的中弧线,并推导了描述中弧线的方程式。用该方法构造的中弧线光滑连续,且不存在拐点。选用现有翼型的厚度分布,与中弧线分布函数进行叠加,并引入厚度比例因子来实现对厚度的调整,最终得到了一种基于双椭圆弧型中弧线的翼型设计方法,称之为DEA(double ellipse arcs)翼型。选用Clark-Y翼型作为基础翼型,设计了多款DEA翼型,并利用X-foil软件对翼型气动性能进行求解,分别研究了最大相对弯度、最大弯度相对位置、最大相对厚度以及翼型中弧线的形状因子对翼型气动性能的影响。研究表明:增加最大相对弯度,可以提高翼型的升力系数,同时使翼型的升阻特性得到一定的改善;最大弯度位置前移,可以提高翼型在小攻角下的升力系数,同时增加翼型高效升阻比的攻角范围;增加最大相对厚度可以提高翼型的最大升力系数,以及增大失速攻角,同时,高效升阻比的攻角范围也随着翼型最大相对厚度的增大而增加;中弧线前、后缘形状因子对翼型气动性能的影响相对较小。

圆弧及椭圆弧的最佳逼近线生成算法

1.引言 圆弧及椭圆弧的生成在计算机图形学中及CAD方面都起着很重要的作用,它们是生成许多其它图形的基本的和常用的图形元素,它们的生成算法可分为二类,即点生成算法和线生成算法,前者主要用于光栅扫描显示器,其特点是用离散的光栅点来逼近曲线,主要算法有Bresenham圆生成算法和由M.L.V.

椭圆弧等误差直线拟合的算法研究与轨迹仿真

为实现椭圆弧的等误差直线拟合,提出了一种基于罗尔定理与二分法的椭圆弧插补新算法.该算法通过在划分的单值区间内,迭代求解弦与对应的弧之间的误差来逐步逼近程序所要求的允差.推导出了节点坐标计算公式,得到了具体的算法流程并进行了轨迹仿真验证.

双同心椭圆弧的几何拟合方法

提出一种带有同心条件的双椭圆弧拟合方法。该方法利用椭圆几何定义得到的残差来衡量误差,建立关于误差的最小二乘方程,进而采用迭代方法求出描述双椭圆弧的8个参数。算法仿真实验研究了椭圆弧度、长短轴比率以及样本噪声对算法的影响,研究表明弧度越大、长短轴比率较接近1.1、样本噪声较小的时候,算法较稳定、准确。该方法也可以扩展处理多个同心椭圆弧的拟合问题。

椭圆弧面螺纹的参数化编程与加工

通过研究椭圆弧面螺纹的参数化编程与加工过程,介绍了利用SIEMENS系统提供的R参数指令编程功能编制出了具有通用性、适用性且应用简单的椭圆弧面螺纹的数控加工程序。使用时只需要在主程序中对相关变量进行赋值即可完成所需椭圆弧面螺纹的加工。

基于宏程序椭圆弧面螺纹编程与加工

为解决椭圆弧面螺纹的手工编程加工技术难题,分析非圆曲线直线逼近法节点计算的方法,运用等间距直线段逼近法,解决椭圆的编程问题。根据走刀路线设计出通用性强的椭圆弧面螺纹宏程序。宏程序为零件的加工提供技术支持,大大减小椭圆弧面螺纹的编程计算工作量,具有广泛的推广使用价值和学术价值。

椭圆弧轮廓数控编程分析

在西门子802D系统使用传统宏程序对椭圆弧轮廓进行编程,运用坐标系变换指令实现椭圆弧轮廓编程,降低了计算量和程序长度,提高了机床切削效率和表面加工质量。

椭圆弧的多项式逼近

提出一种用三次Bézier曲线逼近椭圆弧的方法,根据椭圆弧和Bézier曲线的对称性确定带参数的控制顶点,再由误差函数的零点分布情况确定参数的值,从而得到误差函数的值.与已有的方法相比较,逼近阶都是6阶,但是具有更好的逼近精度.

快速反射镜椭圆弧柔性铰链多目标优化设计

在快速反射镜柔性铰链优化设计中,为保障反射镜精度和稳定性,应尽量提高柔性铰链工作轴转动柔度和非工作轴转动刚度。以某快速反射镜的椭圆弧柔性铰链为研究对象,首先利用最小二乘法和积分思想推导了三个转动轴的转动柔度公式,与有限元法对比,二者最大相对误差小于6.8%,解决了矩形截面扭转柔度积分过于复杂的问题;其次基于改进的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对三个转动轴进行了多目标优化设计,达到设计指标,所得最优解和求解效率较传统算法有了明显提高,其中Pareto解求解效率较多岛遗传算法(MIGA)提高了14.3%,较粒子群算法(PSO)提高了25%;最后对NSGA-II算法所得最优解进行了有限元验证,结果表明二者最大相对误差小于6.5%,吻合较好。

适用于高速高精加工的椭圆弧平滑压缩插补算法

为了实现离散小线段形式下椭圆弧的高速高精加工,提出了一种椭圆弧平滑压缩插补算法.该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出连续微小线段加工区域.在连续加工区域中,根据离散指令点的曲率值,对曲率极值点和拐点进行拟合,将折线加工路径转化为平滑的二次有理Bézier曲线;然后,利用曲线特征识别出椭圆弧,并转换为几何形式;最后,将相邻椭圆弧段合并后,进行插补计算.试验结果表明,该算法降低了速度的频繁波动,实现椭圆弧的高速高精加工.

椭圆弧数控代码的自动生成方法

提出了一种基于计算机辅助制造的数控加工代码自动生成的方法,着重阐述了该方法针对椭圆弧的数控代码自动生成过程。该方法通过分析加工图形的dxf文件,提取图形的坐标信息,再经过数据拟和,自动生成该图形的数控代码。该方法由VC++6.0实现相应的功能,经实际运行表明,能满足加工精度要求。该方法摆脱了传统数控机床从加工图形到形成数控加工代码时间长且精度不高的缺点,极大地提高了工作效率。

微夹持机构中椭圆弧柔性铰链的模糊优化设计

以增大椭圆弧柔性铰链的偏转角αz为目标,通过模糊优化设计,结合ANSYS仿真,研究微夹持机构中柔性铰链的优化问题。建立柔性铰链的参数优化模型,采用MATLAB对铰链的最小厚度t、长半轴a、短半轴b和力矩Mz进行优化,并通过ANSYS仿真进行检验。结果证明:优化后的柔性铰链偏转角大小与有限元仿真结果的相对误差为5.39%,比较吻合,说明了优化设计方法的正确性。

P参数在低端数控铣床中铣削椭圆及椭圆弧的应用

为了提高低端数控铣床对复杂曲线的加工能力,提出了一种利用P参数加工椭圆及椭圆弧的方法.该加工方法能够通过简单的操作完成椭圆及椭圆弧的铣削加工,增加了低端数控铣床的加工范围.同时,建立了电子齿轮倍/分率与铣削椭圆长短轴比值的关系,提高了低端数控铣床铣削椭圆及椭圆弧的效率.