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建立汽车运材线型规划数学模型之初探

东北林业大学学报 1990年第6期18卷 69-74页

作者：张景华林业部森林工业司

本文提供了一个应用于林区木材运输生产计划管理的线型规划数学模型,以解决如何按照使运材总成本最小的原则来安排运材汽车对次的问题;并且结合一个实例,介绍应用该模型的具体计算过程。

关键词：运材线型规划数学模型汽车

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自由型面自动铺丝线型规划约束研究

自由型面自动铺丝线型规划约束研究

作者：尹书云武汉理工大学

学位级别：硕士

自动铺丝是从纤维缠绕和自动铺带发展起来的一种新成型方法,可实现复杂、甚至带窗口构件的铺放生产,在大型、超大型复合结构部件的成型制造中具有极大的优越性,得到工业发达国家的重点应用和高度重视。本文进行大型复合材料制品自由型... 详细信息

自动铺丝是从纤维缠绕和自动铺带发展起来的一种新成型方法,可实现复杂、甚至带窗口构件的铺放生产,在大型、超大型复合结构部件的成型制造中具有极大的优越性,得到工业发达国家的重点应用和高度重视。本文进行大型复合材料制品自由型面自动铺丝线型规划基础建模研究,和实际应用的结合十分紧密,针对性强、研究目标明确。主要内容如下： 1.在总结前人工作及研究成果的基础之上,结合实际铺放经验,系统的分析了现在已有的自动铺丝线型规划方法,并提出了基于多约束模型的铺丝线型规划建模方法,同时考虑到制品的结构尺寸、力学约束、铺层平整约束、丝宽尺寸约束和铺丝靴形变约束等制造条件,建立各个约束的理论和数值模型。重点介绍了构件铺丝型面约束模型建模以及铺丝靴约束建模。 2.构件铺丝型面约束建模通过将型面按照一定的规则离散成三角形单元网格,并分析其拓扑结构,研究含有三角形单元顶点、邻近单元、法向量、摩擦角和铺放标识和信息。通过建模,在VC++中基于OpenGL读取STL文件并显示出来,重构信息建立相关联的顶点、直线与三角形面片之间的拓扑结构,以及相邻的共顶点三角形、共边三角形之间的关联信息,获得适用于非测地线线型规划的型面约束数值模型。 3.铺丝靴约束建模主要是根据铺丝靴的几何结构、出丝通道数、工作压力、变形能力等设备参数,研究铺丝靴丝宽尺寸约束和形变约束模型的建立方法。通过建模,不仅实现了对铺丝靴丝宽尺寸和形变的参数化设计,并建立了约束模型仿真很方便的看到在不同的型面状态下铺丝靴片的位移变化情况,以及不同尺寸铺丝靴片的铺放状态。同时本文还简要分析了力学约束模型的建立以及铺丝平整约束模型的建立,构成了自动铺丝线型规划的完整约束条件,在这种多约束条件下建立非测地线线型规划理论,为后期相关学科的研究提供了基础理论支撑。

关键词：自动铺丝线型规划基础建模自由型面

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基于多约束的自动铺丝线型规划研究

基于多约束的自动铺丝线型规划研究

作者：李栓武汉理工大学

学位级别：硕士

复合材料自动铺丝技术采用专用数控设备,利用压实系统将预浸纱铺叠于芯模表面,可以实现纤维方向和纤维分布的按需布局,充分发挥材料性能。它突破了大型复合材料构件手工成型难以胜任的瓶颈,具有高效率、高质量、高精度和高可靠性的优点... 详细信息

复合材料自动铺丝技术采用专用数控设备,利用压实系统将预浸纱铺叠于芯模表面,可以实现纤维方向和纤维分布的按需布局,充分发挥材料性能。它突破了大型复合材料构件手工成型难以胜任的瓶颈,具有高效率、高质量、高精度和高可靠性的优点。目前,国外自动铺丝工艺已在航空航天领域得到广泛应用,国内也在积极开展这一成型工艺的研究。本课题主要针对复合材料纤维铺放工艺及其设备特点,提出了一种基于网格化和多约束的线型规划算法。同时介绍了应用OpenGL在VC++6.0平台上开发纤维铺放可视化系统的设计方法,在系统上对纤维自动铺丝线型规划阶段进行试验验证。最终实现纤维丝束不起皱、不撕裂地铺放到芯模表面上。本文的主要内容包括:1.芯模的设计及其模型的二次重建。通过三维制图软件将设计的芯模导出为STL格式文件,并在VC++6.0环境中利用OpenGL技术对芯模结构进行导入重构,利用三角面片来逼近芯模表面,将自由曲面上求取轨迹的复杂问题转化为在若干个三角形平面内求取连续轨迹的问题,并建立点、线、面之间的拓扑关系,为后续计算和铺放提供数据支持。2.铺丝线型规划算法研究。在自动铺丝线型规划过程中考虑构件的几何形状、制品的力学性能、材料的加工工艺性和加工设备等约束因素,建立各个约束的理论和数值模型。在此基础上,提出基于网格化曲面自适应铺丝线型规划方案。在规划过程中引入重合度概念来衡量纤维的离缝重合程度,并通过覆盖性分析来生成纤维的动态剪裁和重送方案,以保证预浸料能够按要求覆盖整个型面。3.铺丝运动分析。根据铺丝头功能特点和结构关系,对多通道铺丝头各执行机构以及自动铺丝设备的运动形式进行研究,按照铺放要求分析其运动关系,根据具体运动方式确定运动轴及运动坐标变换。4.在VC++平台上开发基于OpenGL纤维铺放可视化系统。其能够满足多种模型及不同参数线型规划要求。可实现模型的重构与显示、自动铺丝线型规划、铺放运行状态显示等功能,并具备了良好了人机界面。

关键词：铺丝技术线型规划铺丝运动分析 OpenGL应用

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自动铺丝线型规划研究

自动铺丝线型规划研究

作者：胡斌武汉理工大学

学位级别：硕士

自动纤维铺放是近年来发展起来的一种新型复合材料成型技术,其综合了纤维缠绕和铺带技术两种成型工艺的优势,在大结构尺寸、大曲率、复杂边界条件等复合材料构件的自动成型当中发挥着不可替代的作用。因而越来越受到工业发达国家的重视... 详细信息

自动纤维铺放是近年来发展起来的一种新型复合材料成型技术,其综合了纤维缠绕和铺带技术两种成型工艺的优势,在大结构尺寸、大曲率、复杂边界条件等复合材料构件的自动成型当中发挥着不可替代的作用。因而越来越受到工业发达国家的重视。自动铺丝线型规划及与之对应的CAD/CAM软件的开发是自动纤维铺放的关键技术之一。铺丝线型,即复合材料纤维丝束在芯模上的排布形式,直接决定了复合材料构件的各项性能,因而铺丝线型规划的合理与否将关系到复合材料构件加工的成败。铺放过程中,铺放设备只有沿着特定的轨迹将纤维丝束铺放到芯模表面上才能够保证满足构件的性能要求。这是因为,自动铺丝中所采用的纤维丝束弹性模量大,变形能力有限,只有沿着特定的轨迹才能保证丝束不起皱、不撕裂地铺放到芯模表面上;且为了提高复合材料构件的力学性能,通常希望构件上任意一点的纤维方向能够与其应力的方向相匹配。因此,自动铺丝中的纤维铺放方向受到多方面的限制,其线型规划是一个非常复杂的计算过程,必须有一个完备的理论作为支撑。基于上述讨论,本文提出了一种多约束自动铺丝线型规划算法。考虑构件的几何形状、制品力学性能、材料加工工艺性、加工设备等因素,建立了力学约束模型、加工工艺性约束模型、铺丝靴自适应约束模型,并且将这三个模型应用于线型规划过程中。且提出了自左向右遍历型面以求解全部线型的方法。采用双向规划及线型延伸算法来求得一条完整的线型,保证了边界处的型面能够被铺上预浸料。引入重合度以衡量铺放过程中的纤维离缝和重合程度,通过线型规划过程中的覆盖性分析来生成纤维的动态裁剪和重送方案,以此保证了预浸料能够按要求覆盖整个型面。在VC++6.0开发平台上,借助OpenGL技术开发了自动铺丝CAD/CAM软件,其能够满足多种模型及不同铺放头参数的线型规划要求。良好的人机界面实现了整个线型规划过程的可视化,其运动规划处理器生成的数控加工代码为后续的自动铺丝仿真加工奠定了基础。

关键词：自动纤维铺放线型规划多约束模型运动规划

运筹学在物流管理中的应用——第二讲线型规划及其应用

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物流技术 2003年第12期22卷 123-124页

作者：秦明森中国科技大学教学系

线型规划问题具有成熟的求银方法,可以借助于计算机进行求解,在物流规划中具有广泛的应用.

关键词：运筹学物流管理线型规划数学模型

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从线性规划看新、旧教材的联系

数理化学习（高中版） 2004年第22期 10-12页

作者：赵炜江苏省南通市紫琅中学 226004

2003年全国高考江苏卷的第一题是：如果函数y=ax^2+bx+a的图象与x轴有两个交点，则点(a，b)在aob平面上的区域(不包括边界)为( )

关键词：高考试题中学数学线型规划教材运筹学

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最优化配矿算法实现

金属矿山 2004年第Z1期33卷 231-232页

作者：朱玉贵李成龙南京栖霞山锌阳矿业有限责任公司

矿山在没有配矿场的情况下,主要是通过采取控制各采场出矿量的方法控制矿石入选品位的波动.如何控制采场的出矿量,以使矿山获得最佳效益目标?通过分析南京栖霞山矿井下矿石质量管理过程,建立其数学模型,介绍了计算方法,并应用线型规划... 详细信息

矿山在没有配矿场的情况下,主要是通过采取控制各采场出矿量的方法控制矿石入选品位的波动.如何控制采场的出矿量,以使矿山获得最佳效益目标?通过分析南京栖霞山矿井下矿石质量管理过程,建立其数学模型,介绍了计算方法,并应用线型规划理论讨论配矿管理过程中相关算法实现等问题.

关键词：矿石质量管理线型规划回溯算法

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弯管铺丝基础理论及关键技术研究

弯管铺丝基础理论及关键技术研究

作者：王栋伟武汉理工大学

学位级别：硕士

自动铺丝技术同时具有纤维缠绕工艺和自动铺带技术的优点,在航空、航天等高科技领域以及民用工业都有广阔的应用市场。目前国外的一些科研机构和大型企业对自动铺丝技术的研究已经比较成熟,但是由于他们对中国的技术封锁,可以参考的技... 详细信息

自动铺丝技术同时具有纤维缠绕工艺和自动铺带技术的优点,在航空、航天等高科技领域以及民用工业都有广阔的应用市场。目前国外的一些科研机构和大型企业对自动铺丝技术的研究已经比较成熟,但是由于他们对中国的技术封锁,可以参考的技术资料很少,这就需要我们在这个领域做大量的工作。自动铺丝技术是材料技术、机械设备技术、计算机CAD／CAM技术、数字制造技术等的综合,本课题主要是对该技术的基础理论和部分关键技术进行了研究。本文做的主要工作如下： 1.对自动铺丝工艺中的一个重要步骤——线型规划进行了研究。自动铺丝线型规划是以构件的性能要求为前提,根据加工特性和材料工艺属性,生成满足使用要求的纤维丝束排布方式,用以控制铺放过程中铺放头的运动路径及位置姿态,最终要保证纤维丝束可以均匀地、不褶皱地覆盖整个铺层。首先研究了芯模结构设计的准则;然后分析了铺层设计,主要针对整体铺层规划过程中的一些原则进行了分析;最后研究了现有的四种线型规划方法：等距平移法、与某参考线成固定角度法、等距螺旋法和给定纤维方向法。 2.以90°弯管为研究对象,对其进行铺丝线型规划。该弯管为可解析构件,根据等距平移法进行线型规划。将该弯管分为中间的圆环段和两端的圆柱段进行分析。对于初始铺丝路径线的设计,分别选用圆环面上的测地线和圆柱面上的非测地线。获得初始路径线之后,对其进行等距平移,使路径线铺覆满整个芯模表面,之后进行了铺层规划。 3.设计了一个可以同时铺放四根纤维丝束的铺丝头,包括丝束导向、夹紧、重送、剪切、加热、集合以及施压等七个功能模块。夹紧模块由一个气缸驱动夹紧块将丝束压紧在垫板上,完成夹紧动作。重送模块由重送轴和压辊构成,其中该轴由伺服电机经齿轮传动机构驱动,并且保持一直旋转;压辊装在一个摆杆上,由气缸驱动。重送模块中还包括辅助吹冷风机构。剪切模块主要有一个由气缸驱动的超声波切割刀构成。加热模块选用红外加热管。施压模块设计了一个由双联气缸作为缓冲的不可变形压辊和一个可以适应芯模表面轮廓变化的可变形压辊。 4.使用ANSYS软件对铺丝头中的一个重要零件——重送轴进行了有限元分析,以确保结构设计的可靠性。

关键词：自动铺丝技术线型规划弯管铺丝头