翼面类=B样条曲面法及其应用

一、引言用曲面法构造产品外形曲面方程,比用母线法在实际应用上更为方便,它不仅便于曲面的信息传递,而且便于曲面外形的有关计算。用双三次曲面法构造翼面曲面方程,虽然在特定条件下亦能定义直纹曲面,但用be Boor算法来拟合曲面,则显得曲面拟合过程不够简捷。而且,直纹曲面许多特有的几     

P-S_a-S_m-N曲面的求法

 本文论述了在疲劳可靠性分析和设计中求P-S_a-S_m-N曲面的必要性,探讨了P-S_a-S_m-N曲面一般形式的选择原则,提出了矩法和最大似然法两种疲劳试验方案,分别给出了根据试验所得的疲劳性能数据求P-S_a-S_m-N曲面的方法,并用实例加以说明。     

BSURF—GI系统通过鉴定

由南京航空学院机械系周儒荣教授主持研究的国防科工委和航空航天部“七五”重点科研课题“交互式曲面造型系统BSURF—GI”最近在南京通过了部级技术鉴定。鉴定表明,该系统在32位计算机工作站曲面造型领域中居国内领先地位,其主要功能达到了同类软件80年代末期国际先进水平。 该系统是一个计算机辅助曲面造型的应用软件,它具有非常强的曲面造型功能,可完成曲面求交、曲面过渡、曲面裁剪、曲线曲面光顺、曲线曲面延伸,曲线曲面混合、修改、分析等。     

一种trimmed曲面的半自适应离散方法

提出了一种 trimmed曲面的半自适应离散算法。该算法通过对曲面的参数域进行预剖分,以及引进参数曲面上一点处的“最大法曲率”的概念,采用分区域处理的方法分片对 trimmed曲面的有效参数域进行三角形网格剖分。该方法计算速度快,能根据曲面的法曲率变化来控制 trimmed曲面三角化剖分的密度,并可有效地避免在三维空间产生奇异三角形与“裂缝”。     

Zernike自由曲面加工轨迹规划研究

Zernike自由曲面光学元件加工复杂,采用单点金刚石慢刀伺服车削方法可以实现自由曲面光学元件的高效、高精度制造。本文针对慢刀伺服车削Zernike自由曲面刀具等角度法和等弧长法两种车削轨迹划分方法进行研究,并选择等角度法轨迹划分进行车削工艺实验,获得了口径50mm的Zernike自由曲面光学元件,面形精度PV0.9506μm。     

CMM曲线曲面测量领域的关键问题

分析了三坐标测量机曲线曲面测量领域涉及到的测量路径的生成、测球半径的补偿和曲线曲面数学模型的建立等几个关键问题和技术．阐述了ＣＭＭ测量路径的生成方法和设计原则,分析了计算曲线曲面法失的常用方法以及给出了基于样条理论曲面拟合建模的一般数学模型．     

风模加工中的参数曲面数学模型

随着我厂计算机辅助设计和制造工作的开展,我们采用参数曲面法建立某机机身、管道、机翼等曲面数学模型,并编写了719机计算程序,为外形计算、数控绘图、样板、风模加工等提供了有效数据。本文以某机机身、管道、机翼为例,着重介绍参数曲面数学模型及其在风模加工中数据传递方法。     

高级曲面设计功能的算法原理及实现

论述了国产化软件BSURF-GI交互式曲面造型系统中高级曲面设计功能的算法原理及其实现途径。提出了一种能沿曲面与曲面交线和过渡曲面边界线进行曲面裁剪的算法,指出了该系统今后进一步研究的方向及与实体造型系统集成的途径。为解决曲面与曲面求交算法中自动给出Newton-Raphson迭代法初值的优选难问题,本文还提出了一种有效的自动优选初值的方法——面积映射法。最后给出了一些高级曲面功能图例。     

开孔曲面自动铺放轨迹规划算法研究

为解决开孔曲面自动铺放轨迹规划问题,提出在前处理中将孔边界内外的曲面接合成完整曲面的方法,采用STL文件提取网格化曲面信息并重构开孔曲面拓扑,按照设定算法获得“连续”的铺放轨迹后,再按孔边对轨迹点进行信息整理得到后置处理所需的最终铺放轨迹点信息.研究了迭代法和投影法在轨迹线与孔边界交点的求取方法,综合比较2种算法的效率和精度后,发现投影法更适于开孔曲面的轨迹规划.根据上述算法,编写了基于VC++ 6.0平台的轨迹规划程序,以整体复合材料前机身为例进行算法验证,证明了提出的开孔曲面自动铺放轨迹规划算法的合理性和正确性.     

面外云纹法与相位法关系的研究

采用光学傅立叶函数分析法，论述了面外云纹法和相位法曲面三维测量的基本原理，深入研究了二者之间的本质联系，分析了这两种方法在曲面全场、无接触三维测量过程中的应用特点。     

面向脏几何的曲面网格自动生成算法

脏几何是存在法向错误、穿插、狭缝、贴合等问题的几何模型,在此类模型的原始边界上直接生成网格无法避免上述问题。因此,在脏几何上无法直接生成拓扑相容的表面网格,这也将影响后续数值分析研究的开展。本文实现了一种基于四面体化方法的脏几何网格生成算法,其核心思想在于一个有效的四面体网格的表面一定是一个有效的曲面网格。本文对几何的离散表征进行法向修复,并在此基础上生成四面体网格,通过离散边界切割四面体解决了模型中存在的穿插问题,基于四面体质量提升解决狭缝问题,并应用曲面网格重构以提升表面网格质量。本文采用视图采样的方法实现法向修复,从多个方向观察该模型,使其在各个方向上的视图均满足质量要求;使用多级的能量阈值提升四面体优化效率;采用多级误差估计来避免曲面网格重构中可能出现自相交的问题。数值验证结果表明本文的脏几何曲面网格自动生成算法鲁棒、高效。     

航空发动机复合材料叶片曲面可铺性研究

根据转子叶片的曲面特性和服役环境,开展了复合材料叶片曲面可铺性分析研究,提出了一种基于预浸料纤维变形及纤维铺放方向双约束的复杂曲面复合材料构件可铺性分析方法,该方法既满足了复合材料构件曲面铺放工艺性要求,同时又满足构件结构承载要求。基于CATIA Automation技术在Visual Basic 6.0平台上开发了相应软件模块,利用叶片模型仿真验证了该算法。     

图形学在进气道雷达散射截面计算中的应用

针对计算腔体雷达散射截面(RCS)的弹跳射线法,提出了一种基于牛顿迭代法解方程组的射线和NURBS曲面求交算法来解决射线追踪的效率问题.利用预先计算射线和曲面交点个数最大值,通过折中适应性分割曲面得到迭代初始值,达到了快速计算的效果,实践证明可以满足射线法计算需要.     

基于CATIA V5系统的复杂机加件模线样板设计方法探索

模线样板是检验零件几何尺寸和外形轮廓的量具,在航空制造中有着极其重要的作用.对于复杂的机加件,其空间曲面的展开和结构轮廓的提取一直是机加件模线样板设计过程中的一个技术难题.针对飞机复杂机加零件模线样板设计中的两类典型问题提出三种有效、实用的解决方法,即"边界拟合曲面法"、"分割生长提取法"和"草图线面相合法".     

基于曲面主方向的正交系的非完整基理论及其在流体力学中的相关应用

本文将微分几何中光滑曲面上局部存在的基于主方向的正交系联系于张量分析中的非完整基理论,以此为曲面与其邻域上的张量场场论提供了一种新方法,称为基于曲面主方向的正交系的非完整基理论。这种场论方法,基于基面的沿主方向的参数坐标,然后沿基面的法方向进行空间延拓,以此获得基面邻域内的完整的正交系。对此引入非完整基理论,可得所有的非零Christoffel符号直接对应为基面或者当地曲面的主曲率或者测地曲率,因而张量场的各种微分算子相对于曲面的主方向与法方向展开,所得分量表达式仅含物理量与曲面曲率。由此不仅可以清晰地展现曲面几何特征与物理量/物理过程之间的关系,而且所获得的分量表达式形式上最为简单。另一方面,经典的诸如柱坐标系、球坐标系等正交系也隶属基于曲面主方向的正交系,从而本文方法可以统一相关正交系下的张量场场论。作为应用,本文推导了可变形曲面上涡量、涡量法向梯度与变形率张量的表达式,曲面上流体边界层方程的分量方程,曲面介质相关守恒律方程等。     

基于矩量法的机身截面电磁散射特性分析

机身截面隐身设计是飞行器外形隐身设计的一个重要的方面。设计＂凹曲面＂、＂凸曲面＂和＂平板曲面＂三种典型的隐身飞机机身截面轮廓,采用矩量法（MoM）计算三种轮廓的雷达散射截面（RCS）,并对表面电流密度分布进行研究。分析RCS随方位角的变化特性,比较各截面的隐身性能。分析结果表明：凹曲面和凸曲面机身可以有效降低侧向RCS,其中凸曲面的隐身效能更佳;平板曲面机身除正下方一个很窄的波峰外,侧向和下方RCS都很小,在对抗仰视雷达时具有很好的隐身性能。     

NURBS曲面在气动外形变形中的应用

针对翼吊布局飞机复杂气动外形,建立了基于样条(NURBS,非均匀有理B样条)曲面和曲面叠加技术的曲面变形方法。在对样条曲线性质分析的基础上,以DLR-F6飞机为实例,对其机翼翼根、短舱挂架局部进行曲面网格变形,结果表明该方法能有效表述其复杂几何外形及型面变化特性,并且具有较好的局域性、可控性和光滑性。该方法可有效应用于吊舱挂架等复杂气动外形的建模、表面网格变形及气动外形优化设计等。     

一种叶片截面线光顺及等距面生成方法

采用等距面生成球头刀加工刀具轨迹是曲面加工中一种常用的方法。但是,在对叶身曲面进行等距偏置时,经常出现无法偏置的问题。针对该问题,分析了曲面偏置自相交原因,并根据叶片类零件叶身曲面的特点,提出了一种叶身截面线光顺及等距面生成方法。该方法首先采用Kjellander方法将原始截面线进行自动光顺,然后根据光顺后的原始截面线和数据采样法构造偏置截面线,最后通过截面线放样法构造叶身曲面等距面。实例表明,采用Kjellander方法可以实现叶片曲面的自动光顺和叶片曲面等距面的构造。     

用积分降阶法计算涡轮盘蠕变可靠性

在利用曲面拟合方法获得功能函数的基础上,借鉴搜索逼近法的思路在功能函数曲面上确定计算点。      

基于工业机器人的复杂曲面件保压侧移控制方法

在保压力加载过程中,复杂曲面件在侧向力的作用下产生位姿侧移。为了保证复杂曲面件的位置精度,构建复杂曲面件保压控制系统,借助激光位移传感器和T-Mac激光跟踪系统,测量复杂曲面件的位置并在线补偿误差。通过3个位移传感器测量实际加载点的法矢方向,利用夹角逼近算法搜索获得实际点位,对比理论点位,得到复杂曲面件与机器人的相对位置。根据T-Mac实时反馈机器人的位置,解算获得复杂曲面件的绝对位置,并调整机器人末端实现复杂曲面件的位置修正。试验结果表明,经第3次在线补偿后,复杂曲面件位置精度达到0.1mm,相比原始误差提升了90%。