均匀T网格样条曲面的局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的规范与半规范问题,提出基于均匀T网格样条曲面的局部细分算法。首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换成均匀T网格样条曲面,然后在均匀T网格样条曲面中进行局部均匀控制点插入。为满足曲面局部特征细分要求,采用递进控制点插入形式:拥有局部特征的网格先进行全行(或全列)均匀控制点插入,之后进行局部列(局部行)均匀控制点插入,在此基础上,可以再次进行均匀控制点插入,以达到对网格的嵌套细分。该算法对初始网格控制点的混合函数进行矩阵转换,得到最终T网格上控制点的混合函数,实现最终曲面构造。与T样条曲面的局部细分相比,该方法简化了任意控制点插入的复杂度,与B样条曲面的局部细分相比,该方法减少了多余控制点。     

G1连续的封闭非均匀B样条曲线迭代算法

根据封闭曲线曲面重构的要求,提出一种满足一阶几何连续(G1连续)约束的迭代拟合非均匀B样条曲线的算法。该算法在盈亏修正迭代非均匀B样条曲线算法上的基础上,加入了曲线的首尾封闭(位置连续性G0)条件和封闭连接处的一阶几何连续(G1连续性)条件,通过迭代得到的控制点来拟合非均匀B样条曲线,保证曲线在封闭连接处的G1连续性。论文通过叶片轮廓拟合实例,用此迭代算法反求叶片轮廓控制点,并拟合曲线,验证了算法的有效性。     

G~2连续非均匀B样条闭合曲线迭代拟合算法

基于盈亏修正思路,提出一种二阶连续B样条闭合曲线迭代拟合算法,解决闭合曲面截面线重构问题。该算法在非均匀B样条曲线迭代拟合基础上,加入曲线闭合和二阶连续性等约束,迭代得到曲线控制点以拟合闭合曲线。最后以扭曲叶片截面线轮廓实例验证了算法有效性。     

基于任意密封线的双螺杆压缩机转子轮廓的改进

介绍了基于任意密封线的双螺杆压缩机的转子轮廓的设计方法.该密封线可分为几个功能段.分别控制转子高压侧和低压侧的性能,每个功能段均用三次样条曲线来拟合,通过移动样条曲线上的控制点来调整该段形状.基于密封线的这种形状,压缩机的性能就可以直接计算出来,相应的无欠切转子轮廓也就可得到了.最后,用一兼顾转子轮廓几何约束的例子来证实本方法在参数化研究上具有一定的适应性和稳定性.     

均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的半规范问题,提出了一种基于均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法.首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换为均匀T网格样条曲面;然后在任意单一网格上进行控制点插入,或将网格进行嵌套细分.为满足曲面局部特征细分要求,建立超定方程组,用神经网络求解额外系数,添加于特定控制点上,以保证T样条曲面的半规范性;最后,通过额外系数计算新的混合函数,并构造最终曲面.并通过实例证明该算法的可行性,与现有的T样条的相比,曲面在达到相同精度时,该算法减少了多余控制点.     

小波多分辨率造型中基于能量法约束条件的处理

针对小波多分辨率造型中的约束问题,结合能量法实现小波编辑过程中约束的处理.由于B样条曲线曲面的线性约束条件可用与其相关的控制点来表示,而不同分辨率层的控制点又可以通过小波变换的方法进行相互转换,由此可将不同分辨率层的约束条件转换并影射到最高分辨率层.再利用小波多分辨率特性结合能量法对约束条件进行转换.在处理最高分辨率层的信息时,由于小波基和原始B样条基的等价关系,可以选用反映曲线大致走向的底层基函数及其控制顶点作为初值进行迭代计算,此时由于系统的自由度少因而迭代速度就变得很快,利用这种方法可以大大提升计算速度.     

双三次B样条曲面生成的关键技术研究

B样条曲面在实际工程中得到了广泛应用。介绍一种双三次B样条曲面生成的改进算法,该算法能显著提高效率。提出B样条曲面正等测投影的建立方法,讨论用高性能的动态数组和Excel软件存储任意数量控制点的实现方法等关键技术。采用Visual C++6.0为编程工具开发软件系统,实现了任意数量控制点的双三次B样条曲面生成。     

基于Inventor的曲柄摇杆机构参数化设计及运动仿真

提出了利用Inventor软件设计平面曲柄摇杆机构的参数化设计法。该方法集图解法和解析法于一体，融合了两种方法的优点，它操作简单、结果精确。再借助Inventor的装配“驱动约束”下的运动仿真功能，可验证此设计机构运动的可行性。此项研究为平面连杆机构的设计提供了一个简捷实用的途径和模式，对完善机构设计方法、提高工作效率等具有十分重要的意义。     

基于参数化无梯度方法的形状优化

采用参数化无梯度方法,针对机械结构在外力作用下,局部出现应力集中现象,进行了形状优化。被优化的边界采用样条曲线代替,通过调整样条曲线控制点的坐标改变边界的形状,进而调整边界上的应力分布。边界上的平均应力被选作参考应力,每一个迭代步中,边界上应力比参考应力大的控制点,其位置往外移动以增加材料;同时,比参考应力小的控制点,其位置减少材料。优化实例定义了两个可行域和三个初始形状,以比较可行域以及初始形状对优化结果的影响。同时还研究了控制数的大小对优化过程和结果的影响。     

任意控制点曲线小波光顺方法研究

研究了任意控制点B样条曲线小波光顺技术,通过插入节点增加控制点个数的方法,既保持了原有曲线的形状,又满足小波光顺对控制点个数的要求.运用第2代小波变换,给出了B样条曲线的第2代小波变换表示及光顺方法.该方法运算简单,易于推广.     

LOOK-AHEAD ALGORITHM FOR VELOCITY CONTROL BASED ON PARAMETERIZED CURVE INTERPOLATOR

To avoid suffering gouge and transient overshooting in high speed cutting machining, a novel parametefized curve interpolator model with velocity look-ahead algorithm is proposed. Based on a prearrangement step interpolation algorithm for parameterized curves and considering high curvature points, parameterized curve tool path is divided into acceleration segments and deceleration segments by look-ahead algorithm. Under condition of characteristics of acceleration and deceleration stored in control system, deceleration before high curvature points and acceleration after high curvature points are realized in real-time in high speed cutting machining. Based on new parameterized curve interpolator model with velocity look-ahead algorithm, a real cubic spline is machined simulativly. The simulation results show that velocity look-ahead algorithm improves velocity changing more smoothly.     

玻璃成形抛光相对线速度基本恒定控制算法研究

针对玻璃成形抛光中玻璃与抛光轮接触点相对线速度持续减小从而影响加工效率的问题,以控制相对线速度基本恒定、保证加工效率和精度为目标,提出基于三次NURBS曲线的速度控制算法。基于线性加减速方案,确定速度特性曲线控制点。结合Preston公式,以相对线速度基本恒定为约束条件,求解抛光轮中心末速度。以加加速度连续为约束条件,求取与控制点对应的权因子,确定抛光轮中心速度变化时的控制方程。采用四阶龙格-库塔数值方法确定插补初始点,再由米勒-汉明数值方法进行迭代校正,实现参数式曲线插补控制算法。试验结果表明,该速度控制方法能够有效保持玻璃与抛光轮接触点相对线速度基本恒定,加工效率较传统方法有较大提高。     

MOTION VELOCITY SMOOTH LINK IN HIGH SPEED MACHINING

To deal with over-shooting and gouging in high speed machining,a novel approach for velocity smooth link is proposed. Considering discrete tool path,cubic spline curve fitting is used to find dangerous points,and according to spatial geometric properties of tool path and the kinematics theory,maximum optimal velocities at dangerous points are obtained. Based on method of velocity control characteristics stored in control system,a fast algorithm for velocity smooth link is analyzed and formulated. On-line implementation results show that the proposed approach makes velocity changing more smoothly compared with traditional velocity control methods and improves producti-vity greatly.     

数控加工中非圆曲线离散方法的误差分析

简述了数控加工中非圆曲线的几种常见离散方法:等间隔法,等弦长法,等误差法和特征点法,并分析其拟合误差来源。利用Matlab软件对上述算法的核心部分以及拟合误差分析过程进行程序编制。通过改变目标曲线参量及控制精度的实验,分析总结出每种算法的特点和适用条件。     

Cusp points and assembly changing motions in the PRR-PR-PRR planar parallel manipulator

Most parallel manipulators have multiple solutions to the direct kinematic problem. The ability to perform assembly changing motions has received the attention of a few researchers. Cusp points play an important role in the kinematic behavior. This study investigates the cusp points and assembly changing motions in a two degrees of freedom planar parallel manipulator. The direct kinematic problem of the manipulator yields a quartic polynomial equation. Each root in the equation determines the assembly configuration, and four solutions are obtained for a given set of actuated joint coordinates. By regarding the discriminant of the repeated roots of the quartic equation as an implicit function of two actuated joint coordinates, the direct kinematic singularity loci in the joint space are determined by the implicit function. Cusp points are then obtained by the intersection of a quadratic curve and a cubic curve. Two assembly changing motions by encircling different cusp points are highlighted, for each pair of solutions with the same sign of the determinants of the direct Jacobian matrices.     

自适应约束条件下过型值点的连续Bezier曲线设计方法

已知Bezier曲线型值点,利用三点圆弧近似方法获得曲线端点的自适应约束条件,根据Bezier曲线端点性质和C2连续条件建立曲线型值点与其控制点之间的关系,采用高斯顺序消去法反算出曲线控制点,从而获得过型值点的连续Bezier曲线。基于该设计方法进行了实例研究,其结果与专业三维CAD软件在同样条件下的设计结果具有较好的一致性。     

基于三次B样条的镜框曲线修调及成型控制

研究了一种基于三次B样条来进行镜框曲线修调策略.提出对镜框采样数据的有效型值点筛选算法,通过反求控制点、插值生成镜框平面曲线.直接通过拖动控制点来对平面曲线进行修调.进而计算镜框空间曲线,控制三轴联动来完成镜框成型运动.该算法能够有效简化曲线修调的计算过程,并使修调操作方便.     

压力机运动副间隙模型及冲击分析

以大型伺服压力机动力学模型及实测数据为依据,在动力学仿真基础上建立起压力机运动副的刚体接触分离间隙模型。将运动副销轴及轴孔内壁假定为刚体,忽略内壁的摩擦影响,采用程序显示接触点位置从而绘出运动副间隙变化曲线,为判断冲击的发生条件提供依据。在间隙模型基础上,调节压力机的平衡缸力,加速曲线及机构偏置值,确定各控制参数对运动副冲击的影响并探讨减少运动副冲击的可能方式及依据。     

三环滚动转子压缩机的动力学分析与计算

从动力学和热力学方面分析了三环滚动压缩机的动力性能,指出压缩机具有负载峰点较低、相矩曲线平稳、扭矩变化范围小、分布较均匀的特点,论证了其动力性能优于曲轴等其它类型压缩机。