水电站蜗壳曲面造型与展开误差分析

蜗壳是水电站的重要部件之一，本文以包络理论推导了蜗壳曲面方程；并采用分段圆弧构造椭圆的方法构造了变径椭球包络曲面，为蜗壳曲面的几何造型提出了一种新的简便方法。同时，采用内外环面法设计了蜗壳曲面展开的计算机绘图程序，并与常用的直纹面法作了误差比较。     

可展面的实现方法与应用

为解决工程实际中按照已知条件构造可展面的问题，以微分几何学中单参数平面族包络理论为基础，提出了实现可展面的包络方法，即利用单参数平面族的包络来获得可展面，据此发展出按照已知可展面上一条曲线及可展面在该曲线上的法线构造可展面的方法。研究表明，该方法在按照已知条件设计可展的工程曲面方面具有创新性，操作简便，易于被工程所接受，将该方法应用于工程实际，解决了螺旋输送器的核心部件——铰龙的设计问题，使其在平面上的展开成为可能。     

主轴摆动式五轴加工中扫掠轮廓线的显式计算

提出一种显式表达主轴摆动式五轴数控加工中环形刀具上扫掠轮廓线的算法.运用包络原理,推导出扫掠轮廓线的计算公式.并在此基础上,分析了轮廓线在刀具曲面不同部分的形状及几何性质,列举了轮廓线各种可能性.进而,根据线动成面的原理,构造并显示了刀具扫掠面.实例表明,所提出的计算方法高效精确,为复杂曲面五轴加工过程的动态模拟和加工误差的控制奠定了数学基础.     

共轭曲面中接触线和啮合面的图解分析与计算

共轭曲面的相对运动一般是螺旋运动,作者采用相似变换的方法,图解出了它们的相对速度矢量,再借助于投影变换和直角的投影定理,进而图解出两共轭曲面的接触线和啮合面。如果共轭曲面之一是可展曲面,上述图解方法十分简单,并可通过作图分析出曲面的素线有无接触点以及两曲面的接触线是直线还是曲线。把这方法用于一种新型的二次包络蝸轮副传动,可分析出第一次包络的接触线是直线。而第二次包络中蝸杆的素线有二次作用点,从而形成了双线接触。以上述几何变换所提供的几何模型为基础,可以简单地导出一个计算接触线和啮合面的一般公式,这个公式既适用于可展曲面,也适用于(?)可展曲面。     

曲面匹配方法在刀具加工轨迹优化中的应用

为减小非可展直纹面侧铣过程中产生的原理误差，提出一种新的刀具加工轨迹优化方法，将曲面匹配方法应用于初始刀具加工轨迹的优化过程，并使用序列二次规划算法求解曲面匹配问题。首先，采用现有的刀具加工轨迹生成方法得到刀轴轨迹曲面；其次，对刀轴轨迹曲面进行法向偏移得到对应的刀具加工包络面并进行原理误差计算，使用基于序列二次规划算法的曲面匹配方法对加工包络面与设计曲面进行曲面逼近，得到空间变换矩阵；再次，通过空间变换和法向偏移，得到优化后的刀轴轨迹曲面及其对应的刀具加工包络面，以及对应的优化刀具加工轨迹及加工误差分布数据；最后，使用MATLAB进行仿真，并与基于最小二乘法的曲面匹配方法进行对比验证。仿真结果表明该优化方法有效地减小了初始刀具加工轨迹产生的原理误差，这说明提出的方法能够用于减小非可展直纹面侧铣加工时产生的原理误差。研究成果为提高非可展直纹面侧铣的精度提供了新的技术支持。     

三坐标测量机测头半径对测量数据的影响及其消除方法

分析了三坐标测量机测头半径对测量数据的影响,对由三坐标测量机在复杂曲面上测得的点,每一截面的测量点用大挠度三次样条连接,而各截面间采用基样条函数连接,组成基样条函数和大挠度三次样条曲线的混合曲面,在此基础上推导出测量点所形成的曲面及其法向等距面的数学模型,从而消除测头半径的影响。     

砂轮包络廓形测量原理与技术研究

传统的数控磨削都是采用砂轮的理论廓形进行编程,砂轮制造误差和磨损对加工精度影响较大.为了提高复杂曲面加工精度,提出基于砂轮包络廓形的复杂曲面数控加工技术.因此砂轮包络廓形的测量成为一项核心技术,提出基于数字图像技术的砂轮包络廓形测量方法.采用双线性插值法进行像素细分,并用Canny算子进行图像边缘的提取.该技术为基于砂轮包络廓形的数控编程奠定了基础.     

风机蜗壳噪声控制技术

对已采用各种消声器降噪后的离心风机来说，其蜗壳振动噪声也需重视。本文在对结构表面声幅射研究基础上，进行了四方面的工作：①蜗壳模态测试分析；②容声特性分析；③表面声强识别技术；④双层微穿孔吸声器优化设计。使整机噪声谱在宽的频率范围内幅值下降４０％左右。     

圆锥二次包络共轭螺杆星轮啮合特性分析及计算机绘图

本文通过理论计算和分析建立起圆锥二次包络共扼螺杆星轮的啮合函数及它们的曲面方程,求出了它们共轭运动时的瞬时接触线,同时证明了它们瞬时双线接触的几何特性。并以所建立的曲面方程为数学模型,用计算机绘制出了曲面投影图。     

《工程图学学报》1-5卷目录

第1卷目录祝贺《工程图学学报》的出版逻辑代数的几何表达形式的初步探讨二次曲面复切的几何结构可展曲面展开图中的方程包络面平面剖线的图解解析方法及其应用关于轴测投影变形系数和轴间角的图解问题战国中山三墓出土公元前四世纪建筑平面图轴线倾斜于投影面的二次旋转面的投影 第2卷目录朱福熙(1)张云鹤(3)杨游生(21)I」周绪喧I(31)马香峰(45)徐宏文(57)赵擎寰(73)柯纯(85)逻辑空间的结饱尽图象 —兼论逻辑函数化简反射抛物镜焦区照度分布图解复共扼回转面的理论及井应用泰念祖凹回转曲面可见轮廓线的投影‘直线在回转曲面上投影的探讨.…     

纤维缠绕机的运动方程及计算机程序设计

本文综述了在回转表面上实现测地线缠绕与非测地线缠绕计算的一组公式。包括:缠绕机的运动方程组、缠绕角与包角计算公式;控制丝咀运动的控制凸轮设计公式及链条布局公式等。在此基础上,阐述了编制计算程序的主要内容及框图。      

无侧隙双滚子包络环面蜗杆快速变型设计研究

为了提高现代包装机械的生产效率、可靠性和稳定性,提出了将一种新型蜗杆——无侧隙双滚子包络环面蜗杆应用到现代包装机械中。通过对该蜗杆传动副的数学模型和齿面接触螺旋线方程进行分析研究,提出了基于事物特性表的零件快速设计方法。采用高级语言在三维CAD系统中进行了二次开发,采用SQL Server数据库技术建立了事物特性表,实现了无侧隙双滚子包络环面蜗杆的快速变型设计,实例验证了该系统的正确可靠。     

曲线齿线圆柱齿轮啮合数学模型

参照圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程的推导方法以及齿面组成特点,介绍了一类曲线齿线圆柱齿轮的齿面组成特点.采用齿轮啮合原理中的单参数曲面包络方法,运用坐标变换推导了曲线齿线圆柱齿轮的数学方程和共轭齿面方程的一般形式.以圆弧齿线圆柱齿轮的齿面方程推导为例,推导了圆弧齿线圆柱齿轮的空间啮合数学模型,并采用UG建模软件建立了圆弧齿线圆柱齿轮的3D模型,验证了该方法的正确性.研究结果为进一步开展新型齿线的设计、新型曲线齿线圆柱齿轮传动研究提供了理论基础.     

充气薄膜管气-膜耦合作用的有限元分析

充气薄膜管通过内充气压获得刚度和承载力。荷载作用下的变形会导致内充气压改变,进而引起结构刚度的变化,体现为内充气体与外围薄膜耦合作用。该文采用有限元方法对充气薄膜管的气-膜耦合作用及其随影响因素的变化规律进行数值分析。通过将内充气体等效为小扰动线性有势流体以考虑内充气体与外围薄膜的耦合作用;通过将有限元分析结果与相应的试验结果进行对比,验证考虑气-膜耦合作用有限元模型的正确性和精确性;通过将分析结果与内充气体被等效为外围薄膜静力边界条件情况下的计算结果进行对比,研究气-膜耦合作用对充气薄膜管褶皱临界荷载和极限承载力的影响及其随初始内压、长细比、端部约束类型以及轴向荷载的变化情况。研究结果表明,气-膜耦合作用对褶皱临界荷载和极限承载力具有重要影响,且呈现非单调变化的特点,在影响因素的变化范围内,出现极大值或(和)极小值。该文的研究成果揭示了充气薄膜管的气-膜耦合作用规律,有助于深入认识充气薄膜管的力学行为,确保空间充气薄膜结构设计计算的可靠性。     

空瓶对灌装机星轮相对运动的包络线

空瓶对星轮相对运动的包络线是设计星轮轮廓曲线的理论基础。本文以机身为静系,以星轮为动系,采用极坐标建立瓶心的相对运动方程,为绘制空瓶对星轮相对运动的包络线提供依据。应用空瓶对星轮相对运动的包络线,本文提出了以星轮外圆为节圆开圆槽时空瓶不与星轮碰撞的条件,为设计送瓶螺杆提供依据。     

Curvature interference characteristic of conical surface enveloping conical worm

The theory to distinguish whether the curvature interference happens or not is well established for the enveloping conical worm. Some important results, such as the meshing function, the equation of the enveloping conical worm helicoid, and the curvature interference limit function, are all obtained. The foundation of computing the curvature interference limit line is to solve the system of nonlinear equations. A technique based on the elimination method and the geometric construction is proposed, which can be employed to study the existence of the solution of a system of nonlinear equations and to solve all the solutions of this system within the given solving domain. By means of the theory and technique brought forward, it is discovered that there usually are two curvature interference limit lines separately on each side of a tooth of an enveloping conical worm. When the number of the enveloping conical worm threads is smaller, the curvature interference in general does not happen on the both sides of a tooth. The avoiding mechanism of the curvature interference is that the limit line does not exist during the real cutting mesh because the limit line is inside the entity of the enveloping conical worm and its conjugate line is outside the entity of the grinding wheel. The numerical outcome shows that, the toe on the \(e\) flank has the greatest potential risk to be subjected to the undercutting.     

Assembly and interaction of Au/C core-shell nanostructures: in situ observation in the transmission electron microscope

Using transmission electron microscopy, we identify the temperature-dependent interaction pathway of carbon-supported Au nanoparticles. At low temperature (room temp. to 400 degrees C), Au nanoparticles predominantly interact by coalescence initiated by an atomic Au bridge. At high temperature (400-800 degrees C), the particles assemble into Au/C core-shell nanostructures. C-shells around individual nanoparticles passivate their surface and prevent coalescence. Ultimately coalescence does occur via rupture of the passivating shells, which invariably follows the assembly of C sheets enveloping and compressing multiple closely spaced Au/C nanoparticles.     

瓦楞纸板成型与瓦楞辊齿顶的动态包角方程

目的研究瓦楞辊齿顶动态包角变化规律,优化瓦楞辊的楞型参数。方法建立瓦楞纸板成型过程中瓦楞辊的齿顶动态包角方程,选取3组实际楞型参数,对每一个不同的转动角度所对应的动态包角进行计算,并用Matlab求解,以确定在一个啮合周期内包角的变化规律及其影响参数。结果不同楞型参数瓦楞辊在工作时的总包角变化规律不同,且该变化规律与实测工况一致;瓦楞辊齿顶动态总包角的突变会导致瓦楞纸成型过程的振动和噪声明显增大,从而降低成型质量、减短机器寿命。结论建立的动态总包角方程符合瓦楞纸板的实际成型过程,为瓦楞辊的优化设计及误差分析奠定了理论基础。     

评定直线度误差的新算法——缩小约束域的有效特征点法

 提出了最小区域法评定直线度误差的新算法——缩小约束域的有效特征点法。建立了算法的数学模型, 阐明了算法基本原理; 新算法应用相间准则和特征点搜索包容直线斜率, 自动建立最小区域包容直线斜率的约束域并使之快速缩小, 能快速、准确地搜索出最小区域包容直线的斜率并获得直线度误差的最小值。大量算例证实新算法首轮搜索成功率高, 计算速度快, 迭代次数小, 算法可推广应用于其他形状误差的最小区域法评定, 亦可用于实时计算机辅助测量系统。