面向有限測(cè)點(diǎn)的彎扭葉片曲線-曲面重構(gòu)方法研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TP391.72學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621密級(jí)：公開(kāi)工程工程碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文面向有限測(cè)點(diǎn)的彎扭葉片曲線曲面重構(gòu)方法研究碩士研究生：吳佳露導(dǎo)師：于紅英教授申請(qǐng)學(xué)位：全日制工程碩士學(xué)科：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要隨著能源、運(yùn)載、國(guó)防等領(lǐng)域的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)大型、薄壁、復(fù)雜曲面零件的高精度加工需求日益迫切。彎

2、扭葉片作為其中的典型代表，其加工水平將直接影響我國(guó)的航空航天和國(guó)防科技實(shí)力。由于彎扭葉片的傳統(tǒng)加工方式工序復(fù)雜且廢品率高，對(duì)于鈦合金寬弦空心葉片等材料昂貴的彎扭葉片會(huì)導(dǎo)致加工成本極高。針對(duì)彎扭葉片的加工開(kāi)發(fā)相應(yīng)的自適應(yīng)加工系統(tǒng)可以有效地解決這一問(wèn)題。自適應(yīng)加工系統(tǒng)是集葉片的毛坯測(cè)量、模型重構(gòu)、工藝分析、數(shù)控代碼自動(dòng)生成及仿真加工等功能于一體的加工系統(tǒng)。目前我國(guó)的自適應(yīng)加工系統(tǒng)還有待進(jìn)一步研發(fā)。本文針對(duì)自適應(yīng)加工系統(tǒng)中的模型重構(gòu)功能，研究

3、了彎扭葉片在有限測(cè)點(diǎn)下的曲線曲面重構(gòu)方法，力求更精確地復(fù)現(xiàn)待加工葉片曲面的形狀，以在后續(xù)工作中獲取更準(zhǔn)確的仿真與加工結(jié)果。首先，根據(jù)自適應(yīng)加工系統(tǒng)對(duì)彎扭葉片模型重構(gòu)的技術(shù)要求，分析了現(xiàn)有模型重構(gòu)算法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上選擇NURBS曲線曲面進(jìn)行葉片曲面模型重構(gòu)，以根據(jù)具體的重構(gòu)指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有NURBS曲線曲面擬合方法進(jìn)行改進(jìn)。其次，采用NURBS曲線曲面進(jìn)行模型重構(gòu)前，針對(duì)必要的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟，根據(jù)彎扭葉片測(cè)點(diǎn)的分布特征，提出基于四叉樹(shù)

4、區(qū)域劃分的測(cè)點(diǎn)排序算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)截面線測(cè)點(diǎn)的高效、準(zhǔn)確排序。在測(cè)點(diǎn)排序的基礎(chǔ)上，給出測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分片方法，為后續(xù)曲面重構(gòu)的理論研究做了鋪墊。再次，針對(duì)彎扭葉片截面線曲率變化范圍大的特點(diǎn)，對(duì)NURBS曲線曲面的節(jié)點(diǎn)矢量參數(shù)化方法及插值擬合算法進(jìn)行了研究。為獲得能夠盡可能復(fù)現(xiàn)實(shí)際加工零件的重構(gòu)模型，以法向擬合誤差及曲率相關(guān)擬合誤差作為誤差評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)研究型值點(diǎn)權(quán)因子的幾何意義及其對(duì)插值曲線的影響規(guī)律，提出了型值點(diǎn)權(quán)因子修正算法。該算法可以減