任意曲面叶轮五坐标数控加工刀具轨迹生成

以任意曲面叶轮五坐标数控加工为背景,根据叶轮的几何形状,提出了一种高效的侧铣加工刀具———鼓锥形刀.基于鼓锥形刀的等残留高度刀具轨迹计算方法,使刀具按相邻轨迹加工所形成的残留高度相等,加工效率提高.解决了等残留高度法生成刀具轨迹中的核心问题,并对刀具轨迹间距的计算提出了改进算法,计算精度提高.对任意曲面叶轮叶片五坐标数控加工刀具轨迹进行了计算,并与球形刀等参数线法作了比较.结果证明,采用鼓锥形刀等残留高度法,所生成的刀具轨迹长度是球形刀等参数线法刀具轨迹长度的1/3,加工效率是采用球形刀等参数线法的3倍.

径流及斜流压气机任意曲面叶型长短叶片的造型设计方法

发展了一套径流及斜流式叶轮机的任意曲面叶型长短叶片的造型方法,并在离心式压气机和斜流式压气机的设计中做了具体的应用。新发展了令叶片的厚度按三次样条函数沿流向分布的一种设计思想,得到了比较理想的叶片。同时在径流及斜流式压气机中使用分流叶片,引入了长短叶片的造型设计方法。通过CFD流场检验验证了这种叶片造型方法的可操作性和适用性。这为径流式以及斜流式叶轮机转子、静子的进一步气动优化设计奠定了基础。

任意曲面叶片四坐标数控加工刀位轨迹的生成方法

提出了一种四坐标联动等残留高度端铣加工任意曲面叶片的方法.针对刀轴摆动的四坐标机床,首先建立了后跟角和摆转角之间的函数关系,以满足加工过程中刀轴矢量始终平行于摆刀平面的要求,然后采用平底刀的等残留高度方法进行刀位轨迹规划,并通过调整后跟角使加工带宽最大化.该方法在提高四坐标联动加工效率的同时,也使得将五坐标联动加工刀位轨迹的规划方法移植到四坐标中成为可能.

任意曲面曲率测量仪

以作者的授权发明专利和受理发明专利为主要依据,介绍了“任意曲面曲率测量仪”的设计原理、结构、测量方法和精度分析。它与接触式三坐标测量仪和非接触式结构光三维扫描仪相比,具有造价低、结构紧凑、操作方便和宜于在线测量等优点。

光在任意曲面上的反折射定律

本文从费马原理出发,运用矢量分析的方法证明了光在任意曲面上的反折射定律,得到了三维空间反折射定律的数学表达,解释了其物理意义,分析了该定律的适用范围和使用条件.对经典光学教学内容现代化建设具有实用价值.

用特定向量控制刀轴矢量的任意曲面数控加工算法研究

针对数控加工中有相当难度并且有一定普遍性的任意曲面,扩展了在数控编程中应用最广泛的参数法,提出了两种由有限的特定向量来控制刀轴矢量的方法。

一种应用平面展开完成任意曲面纹理映射的新方法

本文提出一种新的纹理映射方法。该方法在任意曲面和它的平面展开之间定义映射,并用映射特征值来评价映射精度,能有效地减少任意曲面纹理映射中的映射变形误差。

三维任意曲面光学元件的超精密加工

随着光机电一体化的发展,在摄像机、小型CD唱机等家电产品和以激光打印机、复印机为代表的各种办公室自动化仪器中,使用许多光学元件,这些光学元件的非球面化正在迅速发展.它们由传统的球面透镜改变成非球面镜,从光学设计的角度来看,这意味着可以减少透镜数量.也就是说它具有如下优点:①光学系统变得轻而小型;②光学系统的安装调整容易.另外,如果利用非球面透镜,在光学性能方面产生图像变形小,因此,可迅速提高成品的性能.

任意位姿圆柱曲面透视投影失真的图像校正

机器视觉是检测圆柱物体表面缺陷的重要手段,正对圆柱物体拍摄图像的透视投影失真易于校正但拍摄条件十分苛刻,倾斜状态是圆柱物体视觉检测的常态。针对任意位姿圆柱物体表面透视投影导致的失真变形问题,提出一种基于圆柱曲面位姿估计的图像校正方法。该方法在提取圆柱图像两侧边线的基础上,利用圆柱半径和系统成像参数估计圆柱曲面与相机之间的位姿关系,通过建立的圆柱曲面位姿变步长优化迭代算法,实现圆柱曲面位姿精确计算。在此基础上,构建圆柱曲面细分网格点与原始图像像素坐标点的对应关系,然后将曲面展开为平面,建立展开的细分网格点与校正图像像素坐标点的对应关系,从而创建校正图像像素坐标点与原始图像像素坐标点的映射关系,对原始图像进行重采样得到校正图像。实验结果表明,圆柱曲面位姿估计的平均距离误差为0.3 mm、平均角度误差为0.60°;表面贴有棋盘格圆柱物体的图像相邻角点的平均距离标准差从校正前的12.2 pixels降至校正后的0.8 pixels;校正后的实际场景图像能有效识别出圆柱曲面上的文字,圆柱曲面上缺陷的测量误差不超过0.1 mm。校正后的圆柱物体图像消除了圆柱曲面倾斜投影失真和“近大远小”透视变形,验证了提出方法的有效性。

任意摆放的二次曲面体的三维重建

本文采用特征点匹配的方法，先由二维视图获取三维空间的点和曲线，然后经过一系列线性运算得出三维曲面．本算法可对任意二次曲面进行三维重建，不仅对曲面的空间摆放没有限制，而且对曲面自身的对称性也无要求．因而，可将重建对象扩展为圆柱、椭圆柱、球、椭球、双曲面、抛物面等．本文给出的算例表明了算法的有效性．

任意连续曲面上四点成一平面的条件

本文证明了在任意连续曲面上的任意一个圆周上 。

基于智能机械臂的任意扫描曲面天线测试系统

传统的天线测试技术已趋成熟,这些系统主要由扫描架与转台构成,体量大且造价相对高昂。而随着人工智能技术和制造水平的巨幅提升,机械臂产业已得到广泛应用,利用高精度机械臂代替扫描架与伺服控制,加之数据后处理算法,开创了天线测试领域的新纪元。研究的基于智能机械臂的任意曲面天线测试系统为国内天线测试领域的首例实践,可实现任意扫描曲面的近场天线测试,相较于传统天线测量系统,具有占地小、移动方便和自主可控等优势,同时可保证测试精度,对相关领域研究具有参考意义。

任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算法研究

为提高任意扭曲叶轮五轴整体铣制的加工质量和效率,在粗铣阶段,拟合出一个"加厚"的单一直纹面叶片来包络任意扭曲叶片,实现用侧铣来完全代替点铣加工;在半精加工阶段,对侧铣粗加工作出改进,选取符合条件的原设计任意曲面的型值线作为分界线,分段进行直纹面的拟合,实现分段侧铣,同时兼顾高效性和叶片成形面精确度要求。并以某型号叶轮为例,通过整体建模、数控编程以及实际加工验证了算法在实践中的可行性。

三元叶片型面造型对离心压缩机叶轮气动性能影响的数值研究

以某一离心压缩机中的任意曲面叶轮为研究对象,将其"直纹面化"以降低制造成本,同时研究发现,直纹面化处理后任意空间曲面三元叶轮的气动性能下降。为了提升直纹面叶轮的气动性能,通过设计8+1套改型设计方案、调整叶片型线控制点、改变叶片前缘及尾缘坐标,并借助流体计算软件Numeca进行了数值模拟,由此求得了性能曲线及内部流场。结果显示:当直纹面叶轮叶片进口安装角扩大时,气动性能明显下降,反之亦然;当直纹面叶轮叶片出口安装角扩大时,压比的提升较为明显,叶片出口安装角缩小时,效率的改善更为显著;综合改进叶片前缘与尾缘的型线,可使直纹面叶轮的气动性能显著提高。研究表明,直纹面叶轮气动性能对叶片型线变化非常敏感,通过适当地改进型线可以有效提升直纹面叶轮的气动性能,使之不低于原任意曲面叶轮的气动性能。

任意空间曲面三元叶轮叶片厚度对气动性能的影响

以任意空间曲面三元闭式叶轮为对象,研究了不同展向和流向叶片厚度分布方案对离心压缩机气动性能的影响。数值结果表明:对等厚叶片沿展向和流向进行合理地削薄,均能在基本不改变小流量工况性能的情况下,显著提升大流量工况的性能。展向削薄叶片和流向削薄叶片带来的性能提升幅度可以叠加,通过组合叶片厚度分布改型,本文压缩机设计工况点等熵效率提升了约2.08%。相比于沿流向削薄前缘和尾缘厚度,沿展向削薄叶尖厚度具有更大的性能提升能力。研究工作为三元闭式离心压缩机叶轮的优化设计提供了有益的参考。

单面焊双面成型等焊接材料及技术

获奖情况:第二届全国发明展览会银奖;国家级科技成果奖;交通部科技进步三等奖;成果简介:该成果为高效焊接技术,研制的系列单面焊接材料及工艺为国内首创,各项技术指标达到国际先进水平。该成果有各类软、硬衬垫,可适合直缝、环缝及任意曲面,且有各类适合于埋弧焊、CO2