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复合材料成型模具的工作模面缺陷检测与模板快速设计

复合材料成型模具的工作模面缺陷检测与模板快速设计

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作者：钱立宏南京航空航天大学

学位级别：硕士

复合材料具有高的比强度、比模量,以及良好的耐热、耐疲劳特性,作为一种重要的结构材料被广泛应用于航空制造领域。而复合材料成型模具作为复合材料构件制造的主要工艺装备,其设计水平在很大程度上体现了企业复合材料制造能力的高低。... 详细信息

复合材料具有高的比强度、比模量,以及良好的耐热、耐疲劳特性,作为一种重要的结构材料被广泛应用于航空制造领域。而复合材料成型模具作为复合材料构件制造的主要工艺装备,其设计水平在很大程度上体现了企业复合材料制造能力的高低。为有效地提高复合材料成型模具的设计效率和设计质量,本文对复合材料成型模具设计中的工作模面缺陷检测以及模板快速设计技术进行研究,主要的研究工作和研究成果如下:工作模面的缺陷分析与检测方法研究。工作模面的缺陷检测和修正对于提高模板设计质量意义重大。本文对工作模面缺陷的主要表现形式及其形成原因进行了分析和归类,并提出了基于曲面离散的缺陷检测方法。该方法可以有效检测工作模面的常见缺陷,且避免了传统曲面缺陷检测方法中需考虑复杂的几何、拓扑的问题。工作模面等距方法研究。复合材料构件结构型式的多样性决定了复合材料成型模具工作模面形状的复杂多样,通过CAD软件提供的等距功能直接获得模板下表面比较困难。本文提出了一种基于离散点等距算法的工作模面等距方法,有效解决了采用等距方法创建模板下表面时的自交问题。该等距面采用了隐式函数表达并利用MC算法输出其等距网格曲面。具有不规则边界网格面的B样条曲面拟合研究。由于模具的工作模面通常具有不规则的边界,而不规则的边界对曲面拟合算法的可行性和曲面拟合质量有较大影响。本文提出了一种基于变分隐式曲面的网格参数化方法,不但继承了凸组合参数化方法的效率高、一一映射的优点,此外通过构造新的网格面边界避免了凸组合参数化因固定网格边界导致的边界处网格变形较大的问题。基于上述参数化结果拟合得到的B样条曲面具有整体光顺性好、拟合精度高等优点。

关键词：复合材料模具缺陷检测模板快速设计曲面等距网格参数化变分隐式曲面 B样条曲面拟合

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复合材料模具模板的快速设计

复合材料模具模板的快速设计

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作者：崔洺瑞南京航空航天大学

学位级别：硕士

复合材料因具有优越的比强度、比模量、工艺性、耐热性、耐腐蚀性、耐疲劳性,而广泛应用于飞机制造领域。在复合材料模具设计过程中,模板的设计复杂且需要耗费大量时间。本文设计了一种复合材料模具模板快速设计方法,根据复合材料模具... 详细信息

复合材料因具有优越的比强度、比模量、工艺性、耐热性、耐腐蚀性、耐疲劳性,而广泛应用于飞机制造领域。在复合材料模具设计过程中,模板的设计复杂且需要耗费大量时间。本文设计了一种复合材料模具模板快速设计方法,根据复合材料模具模板的设计特点,将模具模板的设计划分为曲面预处理、曲面延拓、曲面等距、模板生成四个过程。在CATIA平台上开发了复合材料模具模板快速设计工具,提高了模具模板的设计效率,缩短了生产周期。本文的研究内容与所做工作如下:1)通过研究模板工作面延拓过程,分析拓扑结构复杂的曲面不能在CAD软件中正常延拓的原因。通过简化曲面拓扑结构的方法使曲面延拓能够顺利进行,随后将曲面延拓的部分与原曲面进行桥接,从而完成对原曲面的延拓。解决了部分复杂曲面不可直接延拓的关键问题,提高了复合材料模具模板的设计效率;2)研究了基于离散点等距曲面的方法。通过控制曲面离散的精度对等距曲面的精度进行控制,随后等距离散点并剔除等距后的离散点中的自交部分,最后构建隐式等距曲面方程并通过隐式曲面网格参数化的方法完成等距曲面的重构。此方法提高了等距的效率和质量。解决了采用CATIA原始命令等距时可能出现的自交问题;3)依据复合材料模具模板的实际形状,提出了一种封闭曲面生成模板实体的方法。获得模板的上模面及其等距曲面之后,通过该方法可直接完成模板实体的生成;4)应用VS2005和CAITA/CAA开发工具在CATIA平台上开发了复合材料模具模板快速设计系统,现已成功应用于国内某航空制造企业中。

关键词：复合材料模具曲面延拓曲面等距模板快速设计

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复合材料模具型面设计中曲面检测、等距及延拓

复合材料模具型面设计中曲面检测、等距及延拓

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作者：何龙南京航空航天大学

学位级别：硕士

复合材料因具有优越的比强度、比模量、工艺性、耐热性、耐腐蚀性、耐疲劳性，而广泛应用于飞机制造领域。复合材料模具作为飞机工艺装备的重要组成部分，对于性能卓越的飞机产品的问世具有重要意义。在复合材料模具设计过程中，模板的... 详细信息

复合材料因具有优越的比强度、比模量、工艺性、耐热性、耐腐蚀性、耐疲劳性，而广泛应用于飞机制造领域。复合材料模具作为飞机工艺装备的重要组成部分，对于性能卓越的飞机产品的问世具有重要意义。在复合材料模具设计过程中，模板的设计复杂且需要耗费大量时间。为有效提高复合材料模具模板设计的效率及质量，在详细分析了模板设计过程的基础上，将模板设计过程拆分成曲面检测与修复、曲面延拓、曲面等距三个主要阶段进行研究，主要的研究工作总结如下：工作模面缺陷的检测与修复。为了尽量减少缺陷检测与修复的时间及提高缺陷修复的准确性，在详细分析了曲面中存在缺陷的种类及其可能产生原因的基础上，对于工程实际中经常出现的缺陷给出了基于CATIA拓扑对象的检测与修复方法。该方法能够有效检测出曲面中的常见缺陷，能满足后续模板设计的要求，且对于CATIA中大多数拓扑完整的曲面都能够得到准确的结果。曲面加工参数选择。在加工曲面时能够合理的选择加工刀具的尺寸，在详细描述了曲面加工时曲面几何特性对加工刀具直径和机床选择影响的基础上，给出了加工刀具直径及机床的选择依据。该方法对加工曲面时刀具尺寸及机床选择提供了一定的参考依据。曲面延拓。为了减少曲面延拓的时间，避免大量重复的工作，在借鉴设计人员设计时对于无法延拓边界常用处理方法的基础上，给出了面向工程应用的曲面延拓方法。该方法与CATIA中原有功能相比，解决了在一阶不连续点处延拓容易出现分裂和自交的现象，另外对于无法延拓的边界通过填充等替代后，既可以满足切线连续的要求也可以提高延拓的效率。曲面等距。由于曲面的复杂性，要想使用CAD软件提供的功能直接实现等距也是很困难的。为此给出了基于离散点等距的曲面等距方法。该方法有效解决了采用CATIA原始命令等距时出现的自交问题，同时通过控制等距曲面的精度，提高了等距的效率和质量。

关键词：复合材料模具缺陷检测与修复曲面延拓曲面等距模板快速设计

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