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基于外包络点的最小外接圆误差快速评定方法

计量学报 2023年第5期44卷 687-693页

作者：干江红汪洁许美红武汉铁路职业技术学院湖北武汉430205 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 湖北永嘉专利代理技术有限公司湖北武汉430070

对大尺寸轴类零件的高精密圆度测量时会生成大样本测量点集,而基于大样本点集的快速最小外接圆(MCC)误差评估已成为急需解决的工程问题。圆度测量产生的点集一般为有序评估点集,其最小外接圆可由该点集的外包络点确定。为提高最小外接... 详细信息

对大尺寸轴类零件的高精密圆度测量时会生成大样本测量点集,而基于大样本点集的快速最小外接圆(MCC)误差评估已成为急需解决的工程问题。圆度测量产生的点集一般为有序评估点集,其最小外接圆可由该点集的外包络点确定。为提高最小外接圆计算效率,先利用包络向量搜寻外包络点,再进一步将外包络点压缩至常数范围,进而基于压缩后的外包络点快速求取最小外接圆及误差。分别利用文献数据、仿真数据和实测数据验证基于外包络点的最小外接圆误差快速评定方法的通用性、高效性和实用性。基于外包络点的最小外接圆误差快速评定方法具有实现简单、评定速度快的特点,可用于改进现有圆度仪的最小外接圆计算方法。

关键词：计量学外包络点最小外接圆包络向量圆度轴孔类零件大样本点集误差评定

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基于差分蜂群算法的空间直线度误差评定

计量学报 2023年第7期44卷 1019-1026页

作者：董紫燕徐旭松李梦园汤丽媛江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001

提出基于差分蜂群算法进行空间直线度误差评定。首先,基于产品技术几何规范(GPS)公差标准,用最小二乘法拟合计算得到符合最小区域条件的空间直线度误差评定的数学模型;然后,对差分进化算法的缩放因子进行改进,将改进后的差分进化算法与... 详细信息

提出基于差分蜂群算法进行空间直线度误差评定。首先,基于产品技术几何规范(GPS)公差标准,用最小二乘法拟合计算得到符合最小区域条件的空间直线度误差评定的数学模型;然后,对差分进化算法的缩放因子进行改进,将改进后的差分进化算法与人工蜂群算法混合迭代优化,测试函数仿真显示,差分蜂群算法在计算精度、收敛速度方面存在一定的优势;最后,通过两个评定实例进行研究与对比分析。结果表明:差分蜂群算法相对于粒子群算法、混合教与学算法、最小二乘与鱼群混合优化算法在评定空间直线度上的计算精度分别提高了83.9%、54.5%、54.6%,相对于差分进化算法、人工蜂群算法的收敛速度有较明显提高。

关键词：计量学空间直线度差分蜂群算法最小二乘法最小区域误差评定

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不连续平面的平面度误差评定方法研究

计量学报 2022年第1期43卷 14-20页

作者：娄建起李巍付艳华蔺红运辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114051 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 北京帝测科技股份有限公司北京100012

提出了一种基于包容直线评定不连续平面的方法。首先,基于主成分分析对点云数据进行全局噪声剔除;然后,采用最小二乘平面拟合算法、多阈值点云提取算法及平行直线拟合算法获取符合条件的包容直线,并以空间中2条平行的包容直线代替包容... 详细信息

提出了一种基于包容直线评定不连续平面的方法。首先,基于主成分分析对点云数据进行全局噪声剔除;然后,采用最小二乘平面拟合算法、多阈值点云提取算法及平行直线拟合算法获取符合条件的包容直线,并以空间中2条平行的包容直线代替包容平面建立最小区域;最后实现不连续平面的平面度误差评定及指导平面调整。实验结果表明:该方法与传统的特征点法相比平面度误差值比遗传算法降低0.011 mm,并且根据输出的偏距信息对平面进行调整后,平面度误差值减小1.959 mm。能有效地评定不连续平面的平面度误差和指导平面调整。

关键词：计量学平面度误差不连续平面包容直线误差评定偏距

面向使用性能的人字齿轮对称度误差评定方法研究

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现代制造工程 2022年第4期 1-8页

作者：刘成沈云波张亚东朱昭媛西安工业大学机电工程学院西安710021

齿轮副接触线的性质反映了齿轮传动的啮合性能,为了研究人字齿轮对称度误差对啮合传动的影响,从人字齿轮使用性能角度考虑,提出一种通过测量人字齿轮两侧轮齿中同侧齿面啮合瞬时接触线来评定对称度误差的方法。首先,根据渐开线人字齿轮... 详细信息

齿轮副接触线的性质反映了齿轮传动的啮合性能,为了研究人字齿轮对称度误差对啮合传动的影响,从人字齿轮使用性能角度考虑,提出一种通过测量人字齿轮两侧轮齿中同侧齿面啮合瞬时接触线来评定对称度误差的方法。首先,根据渐开线人字齿轮齿廓的几何特征,并结合斜齿轮接触线的定义,给出人字齿轮接触线和基于接触线的对称度误差的定义。其次,建立人字齿轮接触线的数学模型,模拟构造理论接触线和叠加误差的实际接触线离散数据,利用最小二乘法对模拟数据进行拟合,获得实际接触线。最后,通过计算两侧轮齿中同侧齿面啮合瞬时接触线交点到人字齿轮对称中心平面的距离,得到人字齿轮的齿面接触线对称度误差。算例表明,人字齿轮周向成120°夹角的2个轮齿接触线的对称度误差分别为0.019007和0.019772 mm,与通过测量螺旋线获得的对称度误差0.019089和0.019816 mm基本一致,该方法为面向使用性能的人字齿轮对称度误差的测量、评定奠定了基础。

关键词：接触线人字齿轮对称度误差误差评定

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改进鲸鱼优化算法的空间直线度误差评定

机械科学与技术 2022年第7期41卷 1102-1111页

作者：陈玉韩波许高齐阚延鹏赵转哲安徽工程大学机械与汽车工程学院安徽芜湖241000

空间直线度误差评定计算问题本质上属于非线性优化问题,采用传统的数学计算方法很难对其进行求解,且求解精度不高,而智能优化算法在求解该类问题具有较大的优势。因此,本文提出将改进鲸鱼优化算法应用于空间直线度误差评定,该方法满足... 详细信息

空间直线度误差评定计算问题本质上属于非线性优化问题,采用传统的数学计算方法很难对其进行求解,且求解精度不高,而智能优化算法在求解该类问题具有较大的优势。因此,本文提出将改进鲸鱼优化算法应用于空间直线度误差评定,该方法满足最小区域条件。首先建立了空间直线度评定的最小区域法数学模型,得出空间直线度目标函数;其次阐述了基本鲸鱼优化算法的原理,并针对其不足,对鲸鱼优化算法的3方面进行改进,采用拉丁超立方体抽样方法初始化种群,增强了种群多样性,将非线性收敛因子取代基本鲸鱼优化算法中的线性收敛因子,并将非线性惯性权重引入鲸鱼优化算法中。通过仿真测试,该算法在收敛速度、精度和稳定性都得到了有效提高,最后,通过两个空间直线度误差评定实例进行验证,结果表明,改进的鲸鱼优化算法在评定精度上要比两端点连线法、鲸鱼优化算法、遗传算法和粒子群算法等算法都更具优势。

关键词：空间直线度误差评定最小区域改进鲸鱼优化算法

悬索桥AS法架设主缆索股股内误差分析与评定

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公路交通科技 2023年第12期40卷 89-96,153页

作者：谭沸良唐茂林谢文昌四川交大工程检测咨询有限公司四川成都610000 西南交通大学四川成都610000 四川绵九高速公路有限责任公司四川绵阳621000

为解决我国山区悬索桥主缆索股运输问题以及减小主缆锚固系统尺寸,考虑主缆架设空中纺丝法(AS法)对位于运输条件差山区、超大跨径的悬索桥建设的适应性,以我国内陆首次采用AS法施工主缆的阳宝山特大桥为依托,对AS法架设主缆索股股内误... 详细信息

为解决我国山区悬索桥主缆索股运输问题以及减小主缆锚固系统尺寸,考虑主缆架设空中纺丝法(AS法)对位于运输条件差山区、超大跨径的悬索桥建设的适应性,以我国内陆首次采用AS法施工主缆的阳宝山特大桥为依托,对AS法架设主缆索股股内误差进行分析和评定,旨在为国内AS法架设主缆的设计、施工及误差评定标准的制订提供借鉴。通过理论分析和数值模拟,并结合现场实测数据,对AS法架设主缆索股股内误差的主要因素进行定量分析。根据猫道的弹性伸长量和丝股的无应力长度对应关系推导了猫道变形影响误差计算的简化理论公式,分别采用简化公式与数值模拟方法计算阳宝山特大桥索股架设长度。通过现场实测温度并运用统计学原理,分析主缆纺丝过程中索股钢丝温差变化规律。对比分析PPWS法索股误差控制要求,结合现场实施误差控制情况,提出AS法架设索股股内误差的控制标准。结果表明:索股股内误差的主要影响因素是猫道变形和索股钢丝温差;采用简化公式计算索股架设长度,与采用数值模拟方法计算结果的误差在可接受范围内,能快速获取猫道初步设计及架设过程调整参数;计算温度变化影响误差时索股纺丝温差取值与主缆跨度成相对正比例关系,不同跨度悬索桥可根据主缆跨度按比例取值;根据不同桥梁跨径,AS法架设索股股内误差的控制标准可按不超过5%取值。

关键词：桥梁工程主缆架设 AS法索股误差误差评定

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对数母线型滚子凸度轮廓误差评定

工具技术 2022年第4期56卷 105-110页

作者：李溪源张亚东王普超平顶山工业职业技术学院河南省平顶山市467001 西安工业大学

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据对数母线型滚子轮廓素线的几何特征和形状误差,基于最小二乘原理,研究了对数母线型(两段对数曲线的组合形式)轴承滚子凸度轮廓的最小二乘分段拟合和误差评定方法。利用三点法确定凸度曲... 详细信息

为了实现对轴承滚子凸度轮廓误差的精确评定,依据对数母线型滚子轮廓素线的几何特征和形状误差,基于最小二乘原理,研究了对数母线型(两段对数曲线的组合形式)轴承滚子凸度轮廓的最小二乘分段拟合和误差评定方法。利用三点法确定凸度曲线离散数据点的曲率,通过曲率差值法确定两段对数曲线的分界点;选取分界点两端临近的测量点作为辅助分界点,并与对应的对数曲线段测量点一起拟合出一系列最小二乘曲线,计算相应的误差,并判断确定出对数母线型滚子轮廓的最小二乘误差。实例分析表明,对数母线型滚子凸度轮廓曲线的总误差为0.0071mm,相比文献[13]圆弧修正型凸度轮廓曲线的总误差精度有所提高。本文提出的方法可以有效实现轴承凸度轮廓误差的拟合与误差评定,验证了对数素线可以减小应力集中,提高轴承使用寿命。

关键词：滚子凸度对数母线最小二乘误差评定

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面向主动测量的外圆磨削误差评定及控制技术

面向主动测量的外圆磨削误差评定及控制技术

作者：曹满义郑州大学

学位级别：硕士

工件的磨削质量直接影响其各项性能,提高磨削自动化水平对实现智能制造具有重要意义。主动测量技术通过在线检测与实时调整,可有效提高加工精度与生产效率。因此,研究面向主动测量磨削的误差评定方法具有重要价值。当前,我国在主动测量... 详细信息

工件的磨削质量直接影响其各项性能,提高磨削自动化水平对实现智能制造具有重要意义。主动测量技术通过在线检测与实时调整,可有效提高加工精度与生产效率。因此,研究面向主动测量磨削的误差评定方法具有重要价值。当前,我国在主动测量磨削加工方面仍存在诸多不足,缺乏在线形位误差判定,缺乏针对断续表面工件的主动测量技术等。本文利用主动测量系统,针对主动测量磨削平台的加工特点和精度需求,分不同加工阶段对普通工件的尺寸及圆度等特征信息进行在线评定,同时针对断续表面提出补偿措施,并根据评定结果及时调整工艺参数,实现磨削阶段的自动调整,提高磨削过程的智能化水平。本文所完成的主要工作有:(1)在磨加工主动测量平台的基础上,完成了针对多目标综合评定的磨削工艺参数组合优化。提出基于复合权重的模糊物元分析方法进行多目标参数综合评定,并通过关联计算筛选出最优磨削结果。利用该方法能优化平台的工艺参数,并根据决策目标动态调整评定结果,有效提升磨削质量。(2)根据粗磨加工阶段的特点和主动测量精度的要求,提出利用滤波法和两点法对光滑表面进行特征信息评定。针对断续表面提出基于贝叶斯理论的特征信息评定方法,实现粗磨削加工阶段的误差在线评定。(3)根据精密磨削加工阶段对速度和精度的要求,本文提出长短时记忆网络实现光滑表面加工尺寸序列预测和断续表面尺寸补偿,并根据预测值进行尺寸误差补调,同时可补充断续表面测量数据;提出基于深度前馈网络的圆度误差预测方法实现光滑表面和断续表面误差高效评定。(4)在实现各加工阶段特征信息在线评定的基础上,利用主动测量平台实时检测各加工阶段中尺寸及圆度误差,并通过在尺寸控制环节中增加圆度误差信号的设定,实现尺寸及圆度误差融合控制。(5)在实验室内,搭建磨削主动测量控制平台,对提出的方法进行实验验证和误差分析。结果表明,本文提出的方法能够满足主动测量磨削的需要,并对加工精度有明显提升。论文对主动测量磨削过程中典型几何误差的高效评定提供理论基础,对于扩展主动测量技术的功能,推动主动测量技术更新及应用具有重要意义。此外本文所述方法能有效提高磨削加工的智能化水平,对提高磨削精度和磨削效率具有重要参考价值。

关键词：主动测量磨削加工断续测量误差评定

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基于多目标优化的空间直线度误差评定

光学精密工程 2008年第8期16卷 1423-1428页

作者：岳武陵吴勇南通大学机械工程学院江苏南通226007

为了实现对空间直线度误差的精确、快速评定,研究了它的数学模型和逐次二次规划(SQP)算法。根据最小区域定义及数学规划理论,建立了空间直线度评定的非线性规划模型,指出了该模型实质上是多目标优化的问题,并将该优化问题转化成单目标... 详细信息

为了实现对空间直线度误差的精确、快速评定,研究了它的数学模型和逐次二次规划(SQP)算法。根据最小区域定义及数学规划理论,建立了空间直线度评定的非线性规划模型,指出了该模型实质上是多目标优化的问题,并将该优化问题转化成单目标优化问题。由于该非线性规划模型还是凸的、二次的,因此提出了用SQP法来实施。SQP法在评定过程中保留了模型中的非线性信息,对初始参数的要求低,且稳定、可靠、效率高。几个算例的结果均满足凸规划全局最优判别准则,精度达到10-3mm,耗时在0.4 s左右。结果有力地验证了上述结论。

关键词：计量学空间直线度误差评定最小区域多目标优化逐次二次规划法