相贯节点圆管结构排料系统的研究与应用

针对相贯节点圆管结构管件加工过程中节省原料以及连续切割的要求,提出了相贯节点圆管结构排料的新方法.提出端面为任意形状的圆管结构的表达方式,并利用管件的展开图,定义并计算了两根管件排料过程中管件端口间的距离,并通过比较端口间的距离,确定两根管件间的最短距离,进而确定了两根杆件的最佳结合位置,从而得到端面为任意形状的杆件的排料方式,并对此种排料方式进行仿真验证,保证排料结果能直接应用在实际加工过程中.此种排料方式算法简单,易于实现,结果符合实际要求.     

圆管相贯线接缝优化的等间距直线逼近算法的研究

两圆柱管之间的连接形成的相贯线接缝为复杂的空间曲线。为了实现两圆管相贯线接缝的自动焊接,加工出满足焊接精度的相贯线接缝,需要对数控设备的运动轨迹进行控制。首先建立圆管斜交的空间相贯线数学模型,通过MATLAB编程验证曲线模型的正确性,在对数控设备运动学模型分析的基础上将空间曲线展开到平面曲线,利用Origin软件拟合平面展开曲线,根据优化的等间距法原理,利用VB软件开发了数控系统实现了插补过程的动态仿真。结果表明,该算法能够满足相贯线轨迹控制的精度要求,为相贯线研究设计奠定了技术基础。     

圆锥圆管相贯线平面展开曲线的研究与仿真

为实现复杂曲面相贯线的切割和焊接,需要对切削轨迹进行控制,通过齐次坐标变换建立圆锥管-圆管相贯的复杂曲面相贯模型,推导空间相贯线及其平面展开曲线的表达式,通过Matlab软件对正交、斜交、正交偏置及斜交偏置4种模型的相贯线及其平面展开曲线进行编程仿真,验证曲线模型的正确性,使用Origin软件对相贯线平面曲线进行分段拟合,并对其进行误差分析,为复杂管件曲面的相贯线研究提供实验数据。     

异径圆管相贯线数学模型及其平面展开曲线逼近算法

为实现两异径圆管相贯的理想焊接,需要对相贯线的切割轨迹进行控制,加工出满足一定精度要求的相贯曲线。首先,通过齐次坐标变换建立了两异径圆管偏置斜交的空间相贯线的数学模型,并将其展成平面曲线;再利用MATLAB对空间相贯曲线及其平面展开曲线进行仿真,验证了曲线模型的正确性。最后,依据等间距原理,VB编程实现了直线逼近平面展开曲线并生成相应的数控加工代码,为相贯线的研究设计奠定了技术基础。     

空间曲线数控自动编程

详细推导了任意形式相交的圆管相贯线的数学模型。在AutoCAD环境下实现了圆管相贯线及其板材展开图形的绘制以及加工代码自动生成。     

复杂曲面相贯线焊接轨迹控制算法的研究及仿真

曲面与圆管之间的焊接比较普遍,为了实现复杂曲面相贯线的自动焊接,在五自由度焊接机床的基础上,以圆锥面与圆管的焊接为研究对象,构造圆锥面与圆管的相贯线方程,利用等长直线段拟合整条相贯线,实现运动轨迹的插补运算,计算出插补各点的坐标参数及焊枪角度,以对焊枪姿态进行实时调整。利用OpenGL软件,对插补运动进行动态仿真,观察运动轨迹是否正确,仿真结果验证了在五自由度焊接机床上,该运动控制算法可以实现复杂曲面相贯线的自动焊接。     

AUTOLISP编程实现正交开孔圆管展开图快速绘制

正本文以AUTOLISP编程实现了正交圆孔中心位置确定、两母线投影定宽的展开和正交圆孔相贯线的展开。在该程序生成相贯线展开图时,将图样中圆孔细分为80份,并生成展开图中点的对应位置,应用了"SPLINE"命令进行绘制,该内容直接针对于现场加工,有着重要的实际应用价值。三种图形直接在AUTOCAD中生成,从而减少了软件对接过程的繁琐,提高了工作效率和作图质量。     

如何实现钛合金管件相贯线端口的机械加工

钛合金管件相贯线端口为不规则的曲面结构,且钛合金材料机械加工的特殊性,本文通过对钛合金材料的机械性能分析,配合适合管件的装夹方法,利用Master CAM编程软件实现3D模型编程,确定好机械加工工艺参数,实现钛合金管件相贯线端口的机械加工。     

离散点的隐式曲面重建算法研究

针对复杂自由曲面三维扫描数据多为离散点的特点,提出了一种隐式曲面重建算法,它能满足从大量离散点云数据中快速准确地建立曲面的需求。通过选择合适的形状函数,该算法可以准确描述尖锐特征比如边和角。方法是首先用八叉树细分方法来进行离散点云数据分组,然后用分段的二次函数来捕捉每组数据的局部形状,用单位分割法来组合局部的形状函数。应用实例表明,该算法可以对离散点云数据进行快速、准确、自适应的曲面重建。如果离散点云模型有指定的精度,那么隐式曲面重建算法的处理时间取决于该模型的几何复杂性和细分程度。     

火焰数控切管机割炬轨迹研究及仿真

在火焰数控切管机割炬运动分析的基础上,定义了表达割炬轨迹所需的参考面和相关参数,建立了带坡口角的管-管相贯、管-板相贯相贯线数学模型,提出了最大z坐标原则求K形接头相贯线的方法。对管-管相贯、K形接头相贯的切割实例进行了仿真分析,研究了割炬轨迹和相关参数的关系。     

三通薄壁圆柱管展开的自动放样设计

应用解析几何与投影几何理论分析了三通薄壁圆柱管交线的特点,建立了交线的函数式。并用Ａｕｔｏ ｌｉｓｐ语言设计出绘制柱管展开图的实用程序。将其应用于数控机床上,可快捷而精确地解决钣金加工中各种薄壁三通圆柱管的自动下料问题。     

快速完备的用于CAD/CAM自由曲面求交的算法

自由曲面的求交算法在CAD/CAM技术中占有重要的地位,对软件运行的效率有较大的影响。然而,目前常用的Bezier曲面分割法难以满足高精度和高速度的要求。为此提出了利用交线的几何信息进行快速求交的算法,同时兼顾了快速和高精度两方面的要求,并得到了成功的应用。     

Experimental and numerical crashworthiness investigation of combined circular and square sections

Quasi-static experimental and nonlinear finite element analyses are performed to compare the energy absorption and initial peak load of combined circular and square sections with those of regular circular and square sections. The combined circular and square sections have higher energy absorption and lower initial peak load. These tubes can be widely used to ensure passenger safety in automotive and aerospace landing structures. The predicted numerical crushing load and fold pattern are in good agreement with experimental results. The specific energy absorption capability of the combined tube is significantly higher than that of the square tube and is close to that of the circular tube. The initial peak load of combined tube is significantly lower than that of the circular tube and somewhat lower than that of the square tube. Changing the section dimensions and their length results in higher energy absorption of the combined section than that of circular and square sections. Moreover, the initial peak load in the combined section is lower than that of the circular and square sections in all cases.     

曲面造型中一种快速的曲面跟踪求交算法

提出了一种新的曲面求交算法,采用精度好、效率高、计算稳定的迭代方法求得等参数网格线在曲面上的交点,并通过跟踪获得两曲面的交线。本算法由三个子算法组成,一个是求曲面上到固定点距离最近的点,一个是求参数网格线与曲面的交点,一个是求曲面与曲面的交点。为保证不遗漏交点,利用第一个算法对参数网格点进行分类,跟踪交点时利用第三个求下一个交点。与离散法求交相比,本算法具有计算稳定性、可靠性好,速度快,精度高的优点     

看图方法研究--类似形互补原理

提出了一种利用类似形互补原理，判断两个不同投影面的垂直面是否相交以及它们的交线部分的看图新方法，目的在于解决视图中的斜线问题，便于理解和把握形体的整体形状，便于看图和画图。尤其是当形体比较复杂，甚至经多次切割时，更能体现出此方法的妙用。     

考虑双联卡箍约束的航空发动机多管成束敷设优化方法

为解决航空发动机多管路成束敷设问题,提出了一种基于双联卡箍约束和改进NSGA-Ⅱ的管路敷设优化方法。提出一种基于混沌反向学习机制和Levy变异算子的改进NSGA-Ⅱ算法,以改善算法收敛性和非支配解分布性。为解决管路和卡箍的装配约束和设计耦合关系,建立了基于双联卡箍约束的路径模式,生成卡箍和路径控制点,综合考虑管路敷设与卡箍布置规则,基于改进NSGA-Ⅱ设计管路-双联卡箍敷设算法,对卡箍位姿参数和管路路径同时求解。根据多管端口相对位置,提出基于聚类分析的管路分组及敷设序列规划方法,调用管路-双联卡箍敷设算法完成多管成束规划。所提敷设方法在管路设计阶段即考虑卡箍布置问题,实现了双联卡箍布置和多管成束敷设的同时自动规划,最后通过测试函数和敷设算例验证了所提方法的有效性。     

基于Solidworks的高职机械制图教学方法尝试

介绍了利用Solidwroks软件来组织相贯线、组合体及其表达方法教学活动的方法,不仅可以减少学校对教学模型的资金投入,而且更能直观地展现物体的空间结构特征。     

新型器壁开孔画线规的研制

针对石油化工设备建造中，缺乏一种高效的器壁开孔画曲线方法的问题，研制了一种能在非平面器壁上画开孔曲线的画线规。     

翼型叶片精确参数化建模的研究及应用

从理论上分析了抛物线、单圆弧和双圆弧型翼型中心线方程,推导并更正了双圆弧中心线翼型的前、后缘方向角的取值规律。阐述了翼型叶片截面的参数化建模方法,利用微分的思想,通过中心线分割点的弧长值求得了对应横坐标,从而获得了更加精确的翼型叶片上、下轮廓控制点坐标参数化计算方法。在此基础上,开发了翼型叶片截面参数化绘图程序,实现了叶型截面的精确自动绘制。     

Round-to-hexagon drawing through straightly converging dies: an application of the SERR technique

The modelling of metal forming processes in recent years has brought the development of different analytical and/or numerical techniques. The SERR technique is eminently suitable for analyzing drawing/extrusion of sections having re-entrant corners. However, in its present form, it cannot be used to analyse forming processes where the deformation zone has curved boundaries, since the elementary regions will no longer remain rigid. The present study is an endeavor to remodel this technique so that it can handle round billets. The circular cross section of the round billet is approximated by a regular polygon of equal area and the number of sides of the polygon is progressively increased until convergence of the drawing stress is achieved. As a test, the drawing of hexagon section bars from round billets through the straightly converging dies is analyzed