蒙特卡罗程序中螺旋曲面的处理方法研究

随着反应堆的发展,核反应堆设计中的燃料元件趋于多样化。十字螺旋燃料元件便是其中一种,相较于传统的压水堆燃料元件,螺旋状结构元件能够在保证强换热能力的同时维持运行工况下的材料强度和结构完整性,从而提高反应堆安全性和经济性。为了更好描述粒子在燃料组件中的行为,就需对粒子输运方程进行求解。常见求解粒子输运方程方法有确定论和蒙特卡罗方法。相较于确定论方法,蒙特卡罗方法基本可表述任意形状几何。但在目前常见的蒙特卡罗程序中,均未发现有关螺旋曲面几何形状的研究。因此开发了蒙特卡罗程序中螺旋曲面的相关描述方法,并且提出了两种距离求解方法:逼近法和逼近法优化-固定步长调节策略。通过仿真实验比较,发现后者可有效提高计算效率。

MIDAS有限元仿真分析在双层螺旋曲面组合肋壳结 构施工中的应用研究

双层螺旋曲面肋壳结构因结构造型复杂、壳体长度超长,如何保证其质量和施工安全是施工重难点。依托某项目,利用MIDAS有限元仿真分析软件,模拟在温度荷载、自重荷载及组合荷载作用下双层曲面肋壳结构的应力和位移关系,从而为施工方案及支撑结构体系的选择提供数据支撑。成形后所有构件的位移和应力均在许可范围内,验证了该方案的可靠性,以供同类项目参考。

螺旋曲面清水混凝土工程施工技术研究

当前,建筑领域的异形构件越来越多,形式各异。清水混凝土施工操作多依赖人工,机械化、标准化程度不高,不同的施工工艺带来的成型效果截然不同。文章以富阳科技馆工程为例,介绍了螺旋曲面清水混凝土工程施工技术的难点和施工方案的选择。利用BIM参数化设计同自动化下料设备的配合,确定异型背楞与双面板模板加固体系的施工工艺,以供参考。

行星滚柱丝杠副螺旋曲面啮合机理研究

行星滚柱丝杠副是一种通过多个滚柱与丝杠及螺母之间螺旋曲面啮合传递动力与运动的传动机构。基于多头螺纹结构特点,建立了丝杠、滚柱和螺母螺纹的曲面方程。利用啮合曲面的连续相切接触条件,通过引入丝杠、滚柱或螺母螺旋曲面沿轴线移动的矢量,提出一种行星滚柱丝杠副啮合点位置与轴向侧隙的计算方法。在此基础上,推导得出丝杠和滚柱与螺母和滚柱之间的啮合方程以及轴向侧隙公式,将该啮合方程与现有计算方法进行比较验证其正确性,并进一步分析了当丝杠、滚柱和螺母牙型角相同时行星滚柱丝杠副的啮合点位置、轴向侧隙以及啮合螺旋曲面之间的轴向间隙分布。结果表明:丝杠和滚柱的啮合点会偏向二者螺纹牙顶;螺母和滚柱的啮合点位于螺纹中径切点处;为实现无侧隙设计,丝杠、滚柱和螺母应具有不同牙厚。

复杂螺旋曲面铣削加工刀具的廓形设计

针对螺杆压缩机第三代型线的特点,研究用于螺旋曲面加工的铣削刀具的廓形设计。文章依据刀具回转面与螺旋曲面的包络原理,以用于螺旋曲面加工的铣削加工刀具——盘形铣刀的设计为研究对象,采用微分几何曲线曲面的构建方式,首先建立了螺旋曲面的特性方程,然后根据刀具与工件的接触条件建立接触线方程;提出了加工螺旋面用盘形刀具廓形设计的基本理论和方法,并通过实例验证了盘形刀具设计的理论计算公式。结果表明,铣削加工螺旋曲面的盘形刀具截形设计的关键是建立接触线方程,借助Matlab软件进行数值运算而求出刀具廓形的坐标是精确的,且能够满足产品设计要求。

螺旋曲面的等距曲面

考察了螺旋曲面生成两种等距曲面的方法 :由螺旋面直接作等距曲面 ;由螺旋面的端面型线生成等距曲线 ,再由等距曲线生成螺旋面 ,提出了截向等距曲面的概念 ,指出了与通常意义下的等距曲面之间的关系 ,并给出了它们之间的关系表达式 .最后的实例表明 ,两种等距曲面的互不蕴含关系 .两种方法在具有自主版权的三维造型系统 Gems5 .0中得到实现 .

螺旋曲面廓型的数值拟合方法研究

通过对不同的曲线拟合方法的比较、研究,提出了采用三次样条插值函数来逼近螺杆转子截面型线的方法,推导出了各系数表达式,给出了拟合的方程,并用实例验证了拟合效果,同时解决了拟合过程中的一些关键问题.该方法为精确的刀具轨迹生成提供了光滑的型线.

螺旋曲面成型抛光用千叶轮的廓型设计及修整方法

为了提高螺杆转子螺旋曲面的加工效率和表面加工质量,提出了一种采用砂带千叶轮成型抛光螺杆螺旋曲面的新型工艺方法.砂带千叶轮是一种具有抛光质量好、寿命长、效率高、成本低等优点的异型涂附磨具,为获得千叶轮的几何形状,研究了千叶轮成型抛光运动的原理,建立了千叶轮与螺杆螺旋曲面的数学模型,确定了空间啮合接触线,设计了千叶轮的廓型,给出了千叶轮廓型数据的计算实例,利用三维软件进行了啮合模拟仿真,搭建了简易修整试验装置并完成了对千叶轮的修整加工试验.结果表明:利用砂带千叶轮成型抛光螺杆螺旋曲面具有可行性.

复杂螺旋曲面加工刀具参数的优化设计

在螺旋曲面铣削加工过程中,刀具参数对所形成的螺旋面精度有很大的影响,为了满足其精度的需要,文章针对双螺杆混输泵转子截面廓形的几何特点,依据空间圆弧逼近原理,对转子螺旋曲面的加工刀具进行了参数优化设计,并通过计算实例验证了该优化方法的可行性。

螺旋定子内螺旋曲面切削加工方法及仿真试验研究

通过研究细长件复杂内孔切削制造技术,阐述了刨削加工大导程内螺旋曲面的可行性,提出一种数控刨削等壁厚螺杆钻具定子的加工工艺。分析刀具工件运动的基本几何关系,并且对切削过程进行了有限元仿真和试验。研究结果为数控装备的设计制造、切削参数的选择和优化提供了必要的理论支持。

基于反向误差补偿的螺旋曲面成形加工干涉消减方法

为有效提高螺旋曲面成形加工的精度,根据螺旋曲面与成形刀具的相切接触原理,建立了螺旋曲面与成形刀具之间的正反算数学模型;提出一种基于误差反向补偿的干涉消减方法,通过在工件理论廓形上反向补偿干涉量,形成螺旋曲面新的虚拟计算廓形,再以该廓形反向计算成形刀具截形并进行迭代,最终得到可减小干涉误差的成形刀具截形;构建了螺旋曲面成形加工干涉量的计算模型,给出了螺旋曲面成形加工干涉消减流程,并讨论了所提方法的效率和适用范围。通过计算实例验证了所提方法的有效性。

螺旋曲面的四自由度加工方法

文章在研究螺旋曲面的加工原理的基础上,提出以工件旋转、刀具的坐标变化以及刀具的螺旋角度变化为基础,按空间包络法计算刀触点轨迹,由四轴插补形成了刀具沿螺旋线方向的进给运动,从而实现了前后两个加工截面之间的螺旋位置关系。该方法在国内首次提出四轴坐标系下应用无瞬心包络铣削理论实现螺旋曲面加工,为四轴联动数控机床加工复杂螺旋曲面提供了可靠的理论基础。

螺旋曲面数控加工的前置处理研究

根据自由曲面造型的扫描生成原理，给出了螺旋曲面的广义表达方程。在分析螺旋曲面数控加工工艺的基础上，讨论了刀具接触点和刀位点数据，以及刀具干涉和加工动态模拟等数控编程前置处理中的关键问题。通过调整刀具中心加工轨迹的过渡连接方式，采用伸长、缩短和插入等软件编程技巧减少刀具干涉。采用计算机辅助交互式设计技术，研制了一个小型的螺旋曲面计算机辅助图形数控铣削加工自动编程的前处理系统，该系统用ＦＯＲＴＲＡＮ语言和Ｃ语言混合编程，在特制的数控机床上运行良好，能有效切削各种复杂截面的圆柱螺旋曲面外表面。

基于测量的螺旋曲面实体造型方法研究

螺旋机械的关键零件螺杆转子的形状、精度和表面质量直接影响着产品的性能,其落后的设计与制造技术一直制约着我国螺旋机械的制造水平。利用测量造型技术可以对国外的先进样机或样件进行产品设计和技术反求,以此加速新产品和新技术开发,缩小与国外的技术差距。文章研究了螺旋曲面的测量方法,实现了测量数据的补偿修正和噪声点剔除,并利用UG三维造型软件建立了螺杆转子曲面的实体模型,为进一步研究螺旋曲面奠定了一定的基础。

单螺杆泵定子内螺旋曲面包络镗削技术研究

结合单螺杆泵定子衬套的特殊结构,提出了定子内螺旋曲面加工的新方法即无瞬心包络镗削方法,该方法以螺杆-衬套副的运动原理为依据,以螺杆无瞬心包络铣削加工方法为理论实践基础,利用数控机床实现定子内螺旋曲面廓形的镗削加工。还分析了螺杆在衬套中的运动规律,阐述了无瞬心包络镗削加工技术的基本原理,并论证了该技术实现的可行性。

加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法

采用盘形铣刀加工圆柱螺旋曲面，工件上的螺旋曲面是盘形刀具切削刃回转面螺旋运动所形成的包络，两个面在空间相对运动的任一瞬时必沿一条曲线相切，此曲线称为接触线。接触线缆工件轴心线作螺旋运动，便形成工件的螺旋曲面，绕刀具轴心线回转便形成刀具回转面。依照有关文献的解析法，建立了一套加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法。经实例应用，表明向量法具有直观。简捷、形象、实用等优点，对无专用数控机床的中小型机械制造厂提高单螺杆式机械的制造质量，具有普遍实用性。

螺旋曲面数控加工的计算方法研究与应用

针对平面编程存在的不可消除的理论误差 ,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹的计算方法进行研究 ,提出一种新的计算刀触点的“最小有向距离算法”。该算法不受初始点选取的限制 ,没有迭代收敛性问题 ,从理论上消除了加工误差 。

空间圆弧逼近法加工螺旋曲面的参数优化

螺旋机械的核心部件——螺杆转子的螺旋曲面成形复杂、加工难度大,国内外较多采用成形车削方法加工,此法在加工精度、加工效率及螺杆表面质量上存在不足,为了获得更好的螺旋表面加工质量,提出了外切圆弧母线逼近加工方法.依据圆弧逼近原理,建立了螺杆转子空间螺旋曲面的铣削模型,确定了刀具空间逼近圆弧的基本结构参数,求解了逼近圆弧的加工误差,实现了刀具逼近圆弧参数的优化设计,并给出了相应的计算实例.计算结果表明,提出的刀具参数优化方法具有可行性.

矩形通道内螺旋曲面肋的强化传热及其结构优化

研究换热器的矩形通道内设置螺旋面肋用来强化换热器的传热能力,利用Fluent仿真软件来数值模拟分析在不同结构参数(螺旋角度θ、迎流攻角β、肋横向间距P t、肋宽与肋纵向间距比v=b/s、排列方式)下,螺旋面肋对换热器传热性能以及通道内流体阻力的影响。采用正交试验优化设计螺旋面肋的结构参数,确定螺旋面肋的最佳结构参数,并实验测试在该结构参数下换热器的换热性能。数值模拟与实验结果表明:在Re=5 000,θ=35°,β=60°,P t=13 mm,v=0.65,排列方式为叉排时,换热器的综合换热性能最好。而且,实验测出优化型换热器的表面总换热系数K和压降Δp比普通型分别提高了65.7%和30.3%。

用标准圆柱立铣刀加工成形圆柱螺旋曲面机理的研究

本文针对成形圆柱螺旋曲面加工 ,分析了以前加工方法存在的问题 ,提出一种新的加工方法———利用标准圆柱立铣刀来加工。该方法具有柔性好、成本低、效率高的优点。文中运用微分几何等理论 ,详细分析并建立了该加工方法的数学模型 。