基于GPGPU的实体表面实时提取

为实时提取三维实体表面,提出一种基于GPGPU并行计算的实体表面实时提取方法。在分析深度剥离算法原理和GPU图形绘制管线的基础上,给出在GPU上利用深度剥离算法实现实时提取三维实体表面的算法;通过OpenGL的高级着色语言GLSL控制GPU的图形绘制管线实现了该算法,给出其伪代码。以龙、叶轮和刀具扫描体的模型为应用实例验证了该算法效果良好,特别是对于刀具扫描体表面的提取,可满足实时性要求。     

管坯结构对小半径薄壁弯头内胀冷推弯成形的影响

针对Ф40 mm×1 mm铝合金管材且弯曲半径为1倍管径的L形弯管成形,以数值模拟技术为平台,建立了内胀冷推弯有限元模型,研究了管坯端头不同补偿角度对弯管成形质量的影响。结果表明:补偿角度过大时,弯管内侧易产生压缩起皱,降低补偿角度则能有效防止弯管产生压缩起皱,且随着角度的降低,成形弯管减薄区域不断扩大,同时弯管弯曲内侧有效长度不断降低,易造成成形不足;补偿角度为45°时,起皱现象消失,外侧壁厚最大减薄率为7. 1%,整体成形质量较佳。以45°补偿角度进行内胀冷推弯试验,成形出符合要求的1倍弯曲半径弯管,且试验结果与模拟结果整体较吻合。     

在GPU上实现基于高斯映射的通用刀具扫描体建模

以针对数控加工仿真的需要,以高斯映射理论为基础、GPU为主要硬件平台,提出一种基于并行计算的快速通用刀具空间扫描体建模方法.首先结合通用刀具的数学模型,利用高斯映射理论分析刀具平动时的扫描体建模原理;然后分析刀具做任意空间运动时的刀具表面点法向量和对应的接触映射,推导求解扫描体包络边界的表达式;再根据GPU上的通用计算方法和GPU图形绘制管线设计基于GPU实现刀具空间扫描体建模的算法流程,并利用C++、Open GL和Open GL着色语言GLSL实现了该方法.通过刀具扫描体建模实例,验证了文中方法的正确性与实时性.     

球头铣刀多轴铣削加工的切削刃微元点轨迹模型

切削刃微元点轨迹是描述瞬时未变形切削厚度的基础,瞬时未变形切削厚度是铣削力预测的关键.为此,针对球头铣刀多轴铣削加工过程,建立利用位置矢量来准确描述切削刃微元点的轨迹模型.首先,通过建立工件和刀具瞬时坐标系的空间变换模型来描述刀具的位置和位姿;然后,在此基础上结合球头铣刀切削刃的几何特点建立切削刃微元点的空间位置矢量,并进一步推导描述切削刃微元点轨迹的矢量形式;最后,利用C++编程语言和OpenGL图形接口实现切削刃微元点轨迹仿真,并通过对比分析仿真结果与跟踪球头铣刀1∶1三维模型上标记点的位置数据,验证了切削刃微元点轨迹模型的正确性.     

实时快速NURBS直接插补技术

为了解决基于泰勒展开式的NURBS插补算法存在的速度波动问题,提高NURBS插补实时性,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。根据插补原理,提出了一种不同于泰勒展开式的插补计算方法,并研究了一种NURBS快速计算方法。在满足插补过程精度要求的前提下,由进给速度直接计算插补点坐标,并采用递推矩阵对NURBS进行快速求值求导计算,有效地减小了速度波动,而且提高了计算速度和插补实时性。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

磨削质量在线智能监测及模糊综合评判

提出了一种基于小波神经网络的磨削质量在线智能监测及模糊综合评判方法，即通过提取反映磨削质量的多种AE信号特征参数，利用小波神经网络的非线性模型和学习机制，实现磨削质量的在线监测，同时，根据监测结果，利用模糊综合评判方法，对磨削加工质量进行在线综合评判，定出磨削质量等级，为进一步调整加工参数提供信息。     

磨削过程在线监测系统

为了适应小批量、多品种磨削过程的在线监测的要求，本文采用声发射（AE）传感器和功率传感器联合监测磨削过程。通过采用声发射信号归原处理法，可实现对磨削条件多变环境下砂轮钝化进行有效监测，利用该方法可以克服仅靠监测AE信号幅值变化不能监测工作材料，加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度的缺陷，同时利用功率传感器对砂轮破碎进行监测，针对磨削条件复杂，难以建立数学模型的难点，本文采用神经网络建立传感器信号与监测信号的非线性关系。     

声发射(AE)信号在砂轮钝化程度检测中的应用

本文利用声发射（AE）信号的归原处理法，在线监测小批量、多品种磨削过程砂轮钝化程度，利用该方法可以克服仅靠监测AE信号幅值变化不能监测工件材料、加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度的缺陷；实验结果表明，声发射（AE）信号的归原处理法能够有效监测砂轮的钝化。     

液膜阻尼砂轮主轴运动系统建模

根据达朗贝尔原理建立了带挤压液膜阻尼器的内圆磨床砂轮主轴动力学模型，并对其进行了无量纲处理及便于仿真研究和分析。