一种权值约束的精确配准算法

针对数据与模型的精确配准问题,提出一种权值约束的配准算法,通过对配准点施加不同的权值,利用权值约束保证模型重要区域的配准精度.首先,论文基于经典配准模型,引入权重因子,建立了改进的权值约束的配准模型.针对配准模型的求解问题,通过对现有SVD-ICP算法进行适应性改进,提出并研究了带权SVD-ICP(wSVD-ICP)算法,重点推导了基于wSVD算法求解旋转矩阵R和平移矩阵T的过程.最后,论文利用仿真数据和实测数据对配准模型进行了验证;计算结果表明,论文所提算法通过对精度要求较高区域分配高权值进行约束,可有效提升该局部区域的配准精度;同时,可在一定程度上改进整体配准精度和效率.     

轴向超声振动辅助铣削TiB2/7050Al复合材料残余应力试验研究

针对TiB2颗粒增强铝基复合材料可加工性差、切削温度高、刀具磨损严重等问题,开展TiB2/7050Al复合材料轴向超声振动辅助铣削残余应力试验,研究各加工参数对超声振动辅助铣削表面及亚表层残余应力的影响规律,并分析力热耦合作用对超声振动辅助铣削残余应力的作用机制。研究表明:TiB2/7050Al复合材料超声振动辅助铣削表面残余应力均为残余压应力,且残余压应力随每齿进给量、切削速度的增加而减小,而随着切削深度及超声频率的增加呈现先增大后减小的趋势;工件亚表层残余应力影响层厚度为90~120μm,且未观测到明显的加工硬化现象。     

精铸模具参数驱动模块化设计方法研究

针对目前涡轮叶片精铸模具设计领域参数化、标准化实施不利的问题,提出参数驱动的模块化设计方法,并将其应用于精铸模具设计流程.在对精铸模具结构进行详细分析研究的基础上,重点讨论涡轮叶片精铸模具模块的划分方法和步骤,相关模块参数驱动设计的尺寸关联链表设计等内容,设计实例表明,所提方法具有较高的町执行度.     

DD5镍基单晶高温合金缓进磨削表面完整性研究

为控制单晶涡轮叶片榫齿缓进磨削成形表面质量,通过实验研究缓进磨削工艺参数对DD5镍基单晶高温合金磨削表面完整性的影响规律。实验结果表明,当砂轮线速度在15～30 m/s、工件进给速度在120～210 mm/min、磨削深度在0.1～0.7 mm参数范围内,磨削表面垂直磨削方向粗糙度在0.56～0.74μm范围内,沿磨削方向粗糙度约为垂直磨削方向粗糙度的1/5。三维形貌和表面纹理测试结果表明磨削表面存在明显的因磨粒耕犁和划擦而产生的表面凹槽和材料隆起现象,不同工艺参数下磨削表面凹槽和隆起材料的长度和高度有较明显变化;砂轮线速度对沿磨削方向凹槽和隆起长度影响较敏感;磨削深度和工件进给速度对垂直磨削方向的凹槽和隆起轮廓起伏程度敏感。磨削表面出现了不同程度加工硬化,最高达11.6%,最大硬化层深度达到110μm;磨削表面层出现明显塑性变形,γ相沿着磨削方向出现不同程度的滑移变形,立方化的γ′相出现了偏移、扭曲、破碎断裂现象,最大塑性变形层厚度为2.92μm; DD5缓进磨削塑性变形是加工硬化产生主要原因。实验结果对DD5榫齿磨削提供理论指导。     

一种权值约束的精确配准算法

针对数据与模型的精确配准问题,提出一种权值约束的配准算法,通过 对配准点施加不同的权值,利用权值约束保证模型重要区域的配准精度。首先,论文基于经 典配准模型,引入权重因子,建立了改进的权值约束的配准模型。针对配准模型的求解问题, 通过对现有SVD-ICP 算法进行适应性改进,提出并研究了带权SVD-ICP(wSVD-ICP)算法, 重点推导了基于wSVD 算法求解旋转矩阵R 和平移矩阵T 的过程。最后,论文利用仿真数 据和实测数据对配准模型进行了验证;计算结果表明,论文所提算法通过对精度要求较高区 域分配高权值进行约束,可有效提升该局部区域的配准精度;同时,可在一定程度上改进整 体配准精度和效率。     

基于混合推理的涡轮叶片精铸模具智能设计

通过对航空发动机涡轮叶片精铸模具设计内容和领域知识特点的分析,提出以CBR(Case-based Reasoning)方式进行初步设计,RBR(Rule-based Reasoning)方式进行设计修改的精铸模具智能设计推理模型.针对精铸模具方案设计阶段的CBR推理,研究实例表达及检索技术,有效提高推理效率,在CBR基础上,采用RBR对设计方案进行修正改进.提高精铸模具设计质量.实例验证表明,所提出的相关算法为实现精铸模具设计的智能化提供了新的思路.     

[刀具及切削工艺]一种基于几何调控的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建方法

针对航空发动机压气机辊轧叶片前后缘溢料端数控加工问题，提出了一种基于设计曲面几何调控的前后缘加工曲面自适应重建方法。根据自由变形理论以及曲面能量控制原理，建立了具有变形约束能力的自由曲面几何调控模型；利用该模型建立了基于遗传算法求解的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建策略。该策略通过微量调整叶片设计曲面几何形状，使其在逼近叶身型面测量数据的同时尽可能维持初始几何形状，最终实现了辊轧叶片前后缘加工曲面的自适应重建。实例验证结果表明：利用该方法获得的辊轧叶片前后缘加工曲面可以在保证叶片形状精度的同时实现其与实际叶身的圆滑转接。     

多目标质量压气机实验叶片注射成型工艺参数优化

为获得综合质量较高的发动机低速实验台所用树脂叶片,提出并研究了叶片多目标质量优化方法。以叶片翘曲量、收缩率、残余应力为优化目标,模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间、保压压力、冷却时间为优化变量,模拟叶片成型过程,获得不同参数组合下的翘曲量、收缩率以及残余应力数据,并基于回归分析建立工艺参数与各质量目标间的映射关系;然后通过层次分析法计算各质量目标的权重,进而建立叶片注射成型多目标质量优化数学模型,最后基于遗传算法对叶片注塑工艺参数进行优化。实验验证表明,优化的工艺参数可显著提高叶片成型质量。     

基于保结构方法的航天器中微电子器件布局优化

航天器中的精密微电子器件布局影响着航天器局部振动特性,反过来,航天器的局部振动影响着精密微电子器件稳定性和精度.基于此,本文对航天器中微电子器件的布局进行了优化,以降低结构局部振动对微电子器件的影响.在每一步优化迭代过程中,微电子器件固定在一薄板上,薄板通过螺钉固接在航天器结构本体上,使用关注系统局部几何性质的保结构分析方法分析该薄板结构的局部振动特性.本文的优化方法和优化结果为航天器中精密微电子器件的布局设计提供参考.     

航空发动机涡轮叶片精铸模具集成设计系统

为满足航空发动机涡轮叶片精铸模具设计、制造、叶片铸件检测流程对信息集成的需求,提出构建精铸模具集成设计系统平台。给出了系统框架总体结构,研究了集成平台构架、设计主模型构建及设计信息管理、模具型腔反变形设计、模具智能设计、叶片无损检测与评估等关键模块的实现方法。该系统能有效的将模具设计和叶片检测的数据流进行管理,优化设计流程,达到集成设计目的。