连续微段样条曲线重构加工算法

针对复杂曲面在采用连续微段模式加工的过程中合成速度波动大导致加工效率降低的问题,提出了适用于微段加工的样条曲线重构新算法,该方法包含建立一种具有快速递推性质的样条曲线,及基于该曲线的速度规划和快速递推插补加工的方法。实验表明,算法在保证加速度连续的条件下,通过样条重构及速度规划减少了频繁加减速,提高了加工效率;快速递推则提高了插补计算的速度,插补点精确通过微段节点,保证了加工精度,提升了数控系统的性能。     

一种新型稳健样条轮廓滤波器

在表面计量学中,通常利用轮廓滤波器提取轮廓中线作为表面评定的基准线。由于传统轮廓滤波器极易受到划痕和深谷等奇异信号影响而产生失真甚至错误的中线,为了增强其稳健性并保证评定精度,国际标准中给出了两种替代滤波器,即稳健型样条滤波器和高斯回归滤波器。然而,这两种滤波器的构造原理和实现算法迥异,其滤波特性差异较大,从而导致对同一表面具有不同的评定结果。为解决这一问题,提出将M估计权函数与样条滤波器相结合构造了一种新型稳健样条滤波器。该滤波器不但具有更强的抗差能力,其计算效率也远高于国际标准推荐的稳健滤波器。更重要的是,大量实验表明,其滤波特性与高斯回归滤波器接近,该滤波器的应用有助于表面评定标准的传递和测量结果比对。     

B样条曲面在模具型腔表面描述中的应用

本文以三通管挤胀成形模具为例,采用双三次均匀Ｂ样条曲面对该模具的型腔表面进行了几何描述。结果表明,这种方法可以为三通管挤胀成形过程的数值模拟中的动态边界条件处理提供灵活、方便的几何信息,为在数值模拟中实现动态边界条件处理打下良好的基础。     

基于三次样条函数与c++ Builder的盘型凸轮反求设计

依据三次样条函数和曲线拟合理论,采用c++Builder语言开发了盘形凸轮轮廓CAD系统。该系统适用于凸轮反求设计,其结果可自动生成AutoCAD存档文件,并可直接提供数控加工所需参数。实际应用证明,该系统为凸轮设计和制造提供了有效、快捷和高精度的手段。     

用三次样条函数拟合模具型腔廓线

用样条函数拟合曲线具有型值点个数不受限制,保证曲线光滑,便于模具型腔曲线分析等优点。因此,这里采用三次样条函数拟合曲线构造模具型腔廓线,其型值点由已有模具型腔测得。然后分析构造出模具型腔廓线的成形规律,使型腔表面缺损处可获得精确的修正。     

冷滚轧渐开线花键成形原理及理论误差计算分析

通过对冷滚轧渐开线花键加工原理分析，按照空间啮合原理，建立了花键齿面三维数学模型，揭示了花键冷滚轧过程中滚轮和工件之间运动规律。针对花键的齿形误差和齿向误差，按照误差计算原理，得出了计算结果及其随安装角改变的变化规律。并对花键成形原理进行分析，指出了花键的成形方法为范成法。为正确设计滚轮奠定了基础。     

基于样条插值模型的间歇精馏模拟与预测控制

以Aspen Batch Distillation（ABD）中的间歇精馏仿真系统为过程原型,提出了利用过程的模拟测试数据来建立间歇精馏过程的样条插值简化模型（spline interpolation model, SIM）。结合变回流比下的动态修正函数,构造出了一种简单实用的动态模型。该模型可有效模拟不同组分浓度下回流比发生变化时馏出液浓度和流量的动态变化情况。以该模型作为预测模型,进一步提出了一种变回流比的预测控制（model predictive control, MPC）算法来使馏出液浓度按照期望的设定值变化。控制仿真结果表明该控制方案计算简单,同时具有较好的控制效果。     

基于HLS-SVDR和SPPCS的CEEMD的滚动轴承微故障特征提取

针对互补集总经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,简称CEEMD)在处理非平稳随机信号时能够有效地消除模态混叠,却仍然存在包络拟合过冲/欠冲和端点效应问题,提出了同伦-最小二乘支持向量双回归(homotopy least squares-support vector double regression,简称HLS-SVDR)的保形分段三次样条(shape-preserving piecewise cubic spline,简称SPPCS)的完备CEEMD改进方法。首先,使用SPPCS插值法消除在构造上、下包络曲线过程中产生的拟合过冲/欠冲问题,获得有效的包络线;其次,使用HLS-SVDR对各层信号极值点的包络均值曲线两端进行左、右预测覆盖以抑制端点效应;最后,将该方法用于滚动轴承的微故障特征提取的实例分析中。实验结果表明,该方法能够更有效地提取滚动轴承微故障特征,实现了一种既保持CEEMD原有特性,同时又能够抑制过冲/欠冲和端点效应的完备CEEMD算法。     

涡轮钻具花键轴流道水力损失分析及尺寸优选

为确定涡轮钻具花键轴上过流槽安装位置、形状、倾斜角度、长度和宽度等的最佳组合,利用CFD软件模拟花键轴流道的流场,根据模拟结果用伯努利方程计算水力损失和局部阻力系数,并对过流槽倾斜角度和断面面积与局部阻力系数之间的关系用Polynomial五次曲线模型和Logistic曲线模型进行非线性回归分析。分析结果认为,随着倾斜角度的不断增大,花键轴内流体的能量损失及局部阻力系数先减小后增大;在不同流量下,随着横断面面积的增大,花键轴进出口压降随之减小,但当横断面面积增大到一定程度后,其对能量损失和局部阻力系数的影响不大。     

渐开线花键冷搓成形数值模拟关键技术研究

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论,借助于有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形的过程进行了数值模拟,对其中一些关键技术进行了研究,并通过模拟的顺利实现证实了其有效性。