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计算机集成制造系统-CIMS 1996年第2期2卷 7-10页

作者：杜君文李佳李亚栋天津大学机械系

本文采用当今国际流行的ＮＵＲＢＳ理论，对叶片及叶轮等五坐标零件进行曲线拟合、曲面造型、曲线及曲面求交、加工刀具轨迹求解等技术难题的研究，并开发了后置处理、加工轨迹仿真等模块。以ＤＮＣ方式控制ＣＮＣ机床进行零件加工，为... 详细信息

本文采用当今国际流行的ＮＵＲＢＳ理论，对叶片及叶轮等五坐标零件进行曲线拟合、曲面造型、曲线及曲面求交、加工刀具轨迹求解等技术难题的研究，并开发了后置处理、加工轨迹仿真等模块。以ＤＮＣ方式控制ＣＮＣ机床进行零件加工，为建立叶片。

关键词：叶轮曲面造型五坐标联动 nurbs理论计算机辅助技术透平机械

基于 nurbs 理论的射流燃烧汽油机缸盖模具气道的 CAD/CAM 技术研究

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内燃机学报 1997年第4期15卷 485-489页

作者：杜君文朴相镐刘彦华耿德旭天津大学吉林电气化高等专科学校

本文以当前国际上ＣＡＤ／ＣＡＭ领域最流行的非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）理论为数学模型，对射流燃烧汽油机缸盖模具的气道进行了曲面造型和曲面拟合；并结合气道曲面的实际，在数控加工中对气道曲面通过轴心线实施了分段剖分，并... 详细信息

本文以当前国际上ＣＡＤ／ＣＡＭ领域最流行的非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）理论为数学模型，对射流燃烧汽油机缸盖模具的气道进行了曲面造型和曲面拟合；并结合气道曲面的实际，在数控加工中对气道曲面通过轴心线实施了分段剖分，并采用参数线法确定了刀心轨迹，进行刀具轨迹仿真，获得了数控加工气道曲面和型芯的ＮＣ程序。本研究对提高射流燃烧汽油机缸盖的模型的精度和效率，改进汽油机的气道设计均有重要意义。

关键词：射流燃烧气道汽油机缸盖 nurbs理论 CAD CAM

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基于nurbs理论的旋耕刀曲面造型

农业机械学报 2002年第5期33卷 126-128页

作者：姜年朝陈翠英江苏大学机械工程学院，镇江市212013

基于 nurbs理论 ,对旋耕刀侧切刃、正切刃进行了统一的数学表达 ,并在 VC++平台上对旋耕刀刃线、刀面实施 NU RBS参数造型 ,获得了较满意的刃线、刀面形状 ,从而开辟了旋耕刀设计途径。

关键词： nurbs理论旋耕刀曲面造型旋转耕耘机刀体

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基于变换函数的船体曲面参数化修改技术研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2013年第2期37卷 377-380,385页

作者：胡春平黄金锋冯佰威武汉理工大学交通学院武汉430063 中国舰船研究设计中心武汉430063

为实现基于CFD的船型自动优化,需要一种参数化的船体型线生成方法.文中改进了一种基于变换函数的船型参数化方法,以使变换船型更丰富、合理,该方法可以通过改变几个参数即可实现船体型线的自动生成.研究表明,只要选择合适的变换函数,参... 详细信息

为实现基于CFD的船型自动优化,需要一种参数化的船体型线生成方法.文中改进了一种基于变换函数的船型参数化方法,以使变换船型更丰富、合理,该方法可以通过改变几个参数即可实现船体型线的自动生成.研究表明,只要选择合适的变换函数,参数的取值范围合理,则可以保证变化后的船型仍然满足光顺性等特征.以1 300TEU集装箱船和戴维泰勒水池DTMB5415标模为例,阐述了基于变换函数的船体型线变换过程,结果表明,基于变换函数的船型变换方法可以应用于船型精细优化中.

关键词：参数化变换函数 nurbs理论光顺准则

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燃气轮机透平叶片截面形状重构技术研究

现代制造工程 2010年第9期 1-3,28页

作者：廖平高晓毅王建录刘学云中南大学机电工程学院长沙410083 东方汽轮机有限公司德阳618201

基于逆向工程,采用nurbs(非均匀有理B样条)理论对透平叶片截面数据点阵进行整体插值,实现对透平叶片截面形状的重构;然后采用nurbs小波分解的光顺算法,对重构的自由曲线进行整体光顺。实践表明,经过重构和小波光顺后,有效地构造出透平... 详细信息

基于逆向工程,采用nurbs(非均匀有理B样条)理论对透平叶片截面数据点阵进行整体插值,实现对透平叶片截面形状的重构;然后采用nurbs小波分解的光顺算法,对重构的自由曲线进行整体光顺。实践表明,经过重构和小波光顺后,有效地构造出透平叶片截面线,并去除了曲线上的坏点,改善了截面线的品质,达到了预定目的。

关键词：透平叶片 nurbs理论曲线重构小波光顺

高速铁路18号道岔辙叉区钢轨打磨廓形及疲劳寿命研究

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高速铁路18号道岔辙叉区钢轨打磨廓形及疲劳寿命研究

作者：王松涛华东交通大学

学位级别：硕士

随着我国高铁里程数的快速增长,高铁运营速度也在持续提升,我国对动车组行驶时的平稳性及安全性保障也越发重视,相关的科研与分析就显得十分重要。道岔是高速铁路中不可或缺的部件之一,但也是其薄弱环节之一,时常面临着钢轨疲劳损伤严重... 详细信息

随着我国高铁里程数的快速增长,高铁运营速度也在持续提升,我国对动车组行驶时的平稳性及安全性保障也越发重视,相关的科研与分析就显得十分重要。道岔是高速铁路中不可或缺的部件之一,但也是其薄弱环节之一,时常面临着钢轨疲劳损伤严重,打磨维护成本高的问题。本文以客专线18号可动心轨道岔为研究对象,基于nurbs曲线理论拟合出辙叉区钢轨关键截面廓形;以辙叉区钢轨廓形上的16个型值点为设计变量,以打磨材料去除量和脱轨系数的减少为目标函数,以廓形几何条件和滚动接触疲劳因子为约束条件,建立了辙叉区钢轨打磨廓形设计模型。通过粒子群算法求解模型,得到了辙叉区钢轨4个关键截面下的设计打磨廓形。基于Workbench软件,本文建立了辙叉区钢轨轮轨接触有限元模型,对比标准廓形和设计打磨廓形4个关键截面处的接触面积、接触应力以及von-Mises应力;通过输入标准廓形和打磨廓形,本文在UM软件中建立了18号道岔变截面模型,对比分析了列车逆侧向过岔时,两种廓形下的动力学响应评价指标;基于有限元模型中得到的辙叉区钢轨接触应力和动力学模型中得到的轮轨垂向力-时间曲线,通过Fe-Safe软件建立了辙叉区钢轨疲劳分析模型,对比标准廓形和设计打磨廓形4个关键截面处的最小疲劳寿命。同时,本文通过实测LMa车轮磨耗廓形数据建立了磨耗车轮模型,探究车轮磨耗产生的型面演变对于设计打磨廓形匹配状态、动力学性能、轮轨接触力学以及最小疲劳寿命的影响。此外,本文还探究了不同因素对于轮轨接触有限元应力、动力学响应以及疲劳寿命的影响,结果表明:1)在车辆动力学性能对比中,采用设计打磨廓形后,轮轨横向力由55.3k N降低至49.6k N,减小了10.3%;轮重减载率由0.348降低至0.311,减小了10.6%;脱轨系数由0.784降低至0.721,减小了8.1%;车体横向振动加速度由0.301m/s降低至0.254m/s,减小了15.6%;轮轨垂向力由132k N降低至121.6k N,减小了7.88%。列车逆侧向过岔时的平稳性提升,轮轨力下降,安全性也得到了保障。2)在轮轨接触力学对比中,采用设计打磨廓形后,各关键截面的von-Mises应力分别下降了8.4%、8.0%、12%和9.5%;各关键截面的接触应力分别下降了12.9%、15.8%、17.9%和16.5%。打磨廓形有效地降低了轮轨接触应力及von-Mises应力,增大了接触区域面积,有利于降低列车过岔时的轮轨磨耗及损伤破坏。3)在疲劳寿命对比中,采用设计打磨廓形后,各关键截面的最小对数疲劳寿命分别从5.82、5.94、5.61、5.62提升至6.22、6.32、6.04、6.01。设计打磨廓形有效地提升了辙叉区钢轨各关键截面的最小疲劳寿命。4)轮轨磨耗产生的车轮廓形演变对于辙叉区钢轨设计打磨廓形的各方面性能有较显著的影响。动力学响应会持续变化,呈现整体的下降或上升趋势。各截面的接触应力在15万公里处达到最大值,分别为3549.8MPa、3059.4MPa、2292.7MPa和2582.1MPa。各截面的最小对数疲劳寿命在在15万公里处达到最小,分别为5.42、5.73、5.05和4.58。

关键词：打磨廓形 nurbs理论轮轨接触动力学疲劳寿命

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光学复杂曲面轮廓度误差的评定

光学复杂曲面轮廓度误差的评定

作者：康亚栋东北大学

学位级别：硕士

现如今光学复杂曲面在新兴和传统的各个领域的应用都非常广泛,如通信和新能源汽车工程、复杂性照明系统,互联网硬件软件开发等,凭借其巧妙的光学成像优势,成为技术发展的关键部件。同时,高精度的复杂曲面测量技术也成为企业发展的关键环... 详细信息

现如今光学复杂曲面在新兴和传统的各个领域的应用都非常广泛,如通信和新能源汽车工程、复杂性照明系统,互联网硬件软件开发等,凭借其巧妙的光学成像优势,成为技术发展的关键部件。同时,高精度的复杂曲面测量技术也成为企业发展的关键环节,因此对曲面进行轮廓度误差的评定具有很大的现实意义和价值。文中着重研究了曲面布点策略,半径补偿以及轮廓度误差评定的新型算法。具体内容如下:（1）复杂曲面构造理论研究。针对由设计给定的理想轮廓的一系列点集和实际测量采样得到的点集形成曲面的问题,提出了用对给定点系的复杂曲面进行插值反算的nurbs方法,可以精确地得到理想轮廓曲面和实测轮廓曲面方程。（2）复杂曲面自适应采样算法。文中采用一种弦高控制方法,首先通过布点个数数学模型算出所要布点的个数。其次根据线动成面理论,确定v向为导向,u向为曲线延展方向完成弦高控制点系分布;弦高控制具体方法为:等步长确定初始采样系列点并依次得到初始弦长,再计算每段弦长对应的曲线上点到弦的最大距离,最后依据给定精度确定阈值,判定弦长和阈值的大小进行迭代布点,直到满足精度要求完成选点,实现了自适应采样布点。（3）测头半径补偿。基于nurbs理论和Delaunay三角剖分理论,提出了一种“包络曲面一三角剖分”的方法,测头半径补偿可以精确快速地实现。推导了曲面各测量点的法向矢量,文中综合考虑影响边长和角度因素对顶点法向矢量的影响,改进了三角剖分时顶点法向矢量的计算,在保证精度的前提下简化编程和计算量。（4）轮廓度误差评定。提出了分割曲面逼近算法,根据精度要求迅速得到点到复杂曲面的最短距离。采用基于模拟退火（SA）自适应权重的粒子群（PSO）算法完成对光学复杂曲面的轮廓度误差的评定。这种算法不仅维持了粒子群优化算法简易、方便计算的特质,同时也改进PSO算法避免陷入局部极值点的能力,算法收敛性改善很大。（5）实验仿真分析。采用MATLAB编程对曲面构型理论、基于曲面的自适应布点策略、测头半径补偿方法、空间点到曲面的最短距离计算以及基于SA的自适应权重的PSO算法进行了仿真分析,结果证实方法可行。

关键词： nurbs理论自适应布点探头半径补偿 SA-PSO算法

基于样条曲面理论的工程模型三角网格优化研究

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基于样条曲面理论的工程模型三角网格优化研究

作者：杨继臣大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,现代化机械工程领域发展的步伐正朝着数字化、信息化的方向迈进,在计算机几何造型技术与机械工程领域的协同发展下,曲面网格细分技术在工业产品模型计算机预处理的快速响应及可视化中显得尤为重要。设计人员得到产品的网格化模型... 详细信息

近年来,现代化机械工程领域发展的步伐正朝着数字化、信息化的方向迈进,在计算机几何造型技术与机械工程领域的协同发展下,曲面网格细分技术在工业产品模型计算机预处理的快速响应及可视化中显得尤为重要。设计人员得到产品的网格化模型后,对其进行旋转、缩放等操作,可以快速地对模型的各个部位进行查看以找出不足之处,在投入生产前对产品模型进行修改和优化。目前三角网格细分技术应用的发展趋势在保证网格显示精度的条件下,对占用内存很大的工业产品模型的网格化过程中,如何提高计算机网格化处理的效率,已成为制约当前网格化发展的一道技术瓶颈。本文主要研究内容及结果如下:(1)分析总结了在工业生产制造领域和CAGD学术领域所涉及到的nurbs曲线曲面的几何数学表示方法和重要的性质,提出了一种由离散数据点决定的中间切矢条件下的nurbs曲线拟合重构算法,实现无边界条件下对离散数据点云的nurbs曲面曲线拟合重构,为nurbs曲面三角网格化提供理论支撑;(2)基于nurbs曲面曲线理论,提出了等偏差迭代算法和平行矢量迭代算法两种参数曲线离散方法,解决了Open Cascade传统曲线离散算法在相同精度离散下所产生的冗余点问题,提高了曲线离散效率,为曲面的网格化奠定良好的基础;(3)在nurbs曲线离散方法和Delaunay三角网理论下,设计了nurbs曲面三角网格化的方法,通过对工程模型几何体沿着“体—面—环—线—点”的方式分解,得到网格化所需要的数据点云,基于Delaunay方法的空圆准则,在给定的精度下实现模型的三角网格化;(4)通过算例验证和实验对比分析,证明了本文提出的nurbs曲线拟合重构方法的优越性,解决了Open Cascade传统算法无法保证曲线拟合精度的问题;与Open Cascade传统方法相比,在曲线离散化方法上,本文的等偏差迭代算法在离散点数和效率方面均优于Open Cascade传统算法;本文提出的曲面三角网格化方法,在相同的精度下,曲面三角面片数量更少,网格化效率更高。基于以上研究内容,本文通过C++语言开发出一套程序,在算法实现和实验对比分析下,验证了本文提出的nurbs曲线拟合方法、参数曲线离散算法和样条曲面三角网格化方法的有效性,为工程样条曲面的网格化方法提供了新的思路,对于工程零件模型的可视化研究具有重要意义。

关键词：模型可视化 nurbs理论参数曲线拟合曲线离散化三角网格细分