一、基于离散数据的汽轮机叶片荒加工的研究（论文文献综述）
张威龙[1]（2021）在《汽轮机隔板装配质量控制及知识图谱构建》文中研究说明随着社会的发展与科技的进步,各行业之间的互联互通成为常态,各领域之间相互融合相互促进的趋势愈发明显。制造业作为经济发展的强大推动力,正在大踏步的将传统制造过程与现代信息技术相结合,实现“制造”+“智能”。汽轮机作为国防装备的代表之一,其生产模式也正在向着信息化转变。传统的装配质量控制过程一次装配合格率低,需要多次进行修配才能达到合格要求。因此有必要从数据角度来改善这一现状,充分发挥隔板装配过程质量数据的价值,通过数据挖掘等手段,找出隐含在数据中的对装配过程有益的信息,实现数据驱动的隔板装配。使用数据挖掘中的相关算法,为实现数据指导隔板装配过程进行了以下研究。首先,针对国内外装配过程的质量控制、数据挖掘相关算法、装配过程知识图谱的构建等方面的研究现状进行研究与分析,构建了隔板装配质量控制框架;确定以过滤式与包裹式相结合的特征选择算法作为数据特征模型的构建算法,以关联规则提取算法作为关键质量控制点选择算法,基于neo4j数据库作为装配过程知识图谱构建的数据库。其次,采用过滤式与包裹式两种特征选择方法相结合的方式对关键质量特性进行提取,既解决了数据维度高的问题,也为后续数据挖掘算法做铺垫。然后,基于Apriori关联规则算法,提取了与最终产品质量相关性较强的关键质量特性,基于neo4j数据库,构建隔板装配过程的知识图谱,用于指导装配过程。最后,基于Django Web框架、利用neo4j数据库、Mysql数据库、和Python开发语言,设计并且开发了汽轮机隔板装配质量控制系统,并某型号汽轮机的隔板装配过程为例进行了实例验证。通过以上研究,将数字化与隔板装配过程相结合,对隔板装配全过程具有一定的指导意义,对隔板装配数字化转型、智能化制造奠定了理论基础以及一定的应用价值。
郝晓伟[2]（2020）在《复杂曲面机器人抛磨系统搭建与抛磨力控制方法研究》文中研究指明目前,国内外对复杂曲面类零件的加工多采用无余量精密铸造或精密锻造的成形技术,使零件一次基本成型,然后对其进行手工抛磨修整加工,从而获得符合要求的零件。手工抛磨加工严重依赖于工人的加工经验,工件成品率与加工效率比较低。为解决手工抛磨加工存在的问题,工业机器人自动化抛磨加工应运而生。由于复杂曲面类零件的结构复杂性,在工业机器人自动化抛磨加工时存在零件加工盲区与加工不足的问题,难以实现一次性、完整性自动化抛磨加工,且抛磨加工过程中抛磨力难以进行实时控制,从而造成工业机器人自动化抛磨加工效果难以达到预期。为解决上述这些问题,进行了工业机器人变抛磨头抛磨系统的设计与抛磨力超前控制算法的研究。（1）设计搭建了基于工业机器人的复杂曲面类零件变抛磨头抛磨系统,其中包括力传感器模块的设计、动力供应模块的设计、变抛磨头抛磨平台的结构设计、抛磨平台控制方案的设计。基于ANSYS-WORKBENCH软件,利用有限元分析方法对变抛磨头抛磨平台进行了静、动态特性分析,包括静力学分析与模态分析,验证了抛磨平台的结构强度。建立了复杂曲面类零件变抛磨头抛磨系统中的PC机、工业机器人控制器和PLC主机三者工作线程间的通讯方案。（2）详细研究了工业机器人抛磨力控制过程中的数理基础:工业机器人坐标转换与抛磨位姿求解计算方法。详细分析了抛磨加工过程中抛磨力的控制原理,在此基础上进行了法向抛磨力的求解计算。基于阻抗控制算法研究了工业机器人在工件与抛磨工具未接触和接触两种情况下的抛磨力控制策略,进行了工件与抛磨工具加工点处法向抛磨位姿修正量的计算。（3）分析了传统递归神经网络（RNN）与长短期记忆神经网络（LSTM）的原理及优缺点,基于LSTM神经网络建立了抛磨力预测模型,研究了抛磨力影响因素与数据处理方法。详细研究了抛磨力预测模型训练方法,其中包括:影响模型训练性能因素的研究、基于反向传播方法的模型训练过程研究与模型训练结果评估方法研究。（4）对变抛磨头抛磨平台进行了位置误差实验检测,包括抛磨平台定位精度和回转误差检测,验证了变抛磨头抛磨平台的工作性能。利用所设计搭建的变抛磨头抛磨系统,选用典型的复杂曲面类零件—航空发动机叶片进行了工业机器人抛磨加工实验,验证了变抛磨头抛磨系统对解决工业机器人抛磨加工复杂曲面类零件时存在加工盲区与加工不足问题的有效性。对抛磨力超前控制算法进行了抛磨力预测仿真实验研究,验证了抛磨力超前控制算法对解决工业机器人抛磨力难以实时控制问题的有效性。
王向飞[3]（2020）在《基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划》文中认为机器人打磨由于具有适应性强,自由度高,加工灵活等优点,逐渐取代了手工打磨。目前机器人打磨轨迹规划主要采用人工示教和离线编程的方法,这些方法所生成的轨迹主要依据的是理论模型。由于理论模型和实际模型尺寸存在一定差异性,因此基于理论模型的轨迹无法考虑同批次零件形状的微小差异。本文针对复杂曲面的焊缝余高打磨的轨迹规划问题,通过对扫描零件表面的点云数据滤波,分割,曲面重构,实现待打磨焊缝区自动识别和机器人打磨轨迹生成,提高机器人打磨自动化程度及效率。搭建基于点云数据的机器人焊缝自动打磨系统。包括机器人系统,打磨系统,数据采集系统和数据分析系统。开发不同系统间的通信接口,实现了系统集成和点云数据同步采集。为了确定扫描仪坐标和机器人坐标之间的关系,开展机器人和扫描仪手眼标定实验,确定了手眼矩阵中的旋转矩阵和平移向量。研究了油箱焊缝的点云数据采集和高效处理算法。采用编码的八叉树进行邻居点快速检索,采用统计剔除和边界扩展方法去除离群点。通过加权最小二乘法对点云数据进行滤波,降噪。为了实现点云数据的分割,采用主成分分析的方法计算曲面的法向量,通过高斯线检测的方法识别点云数据的分割线。对于分割的区域内部,采用连续变换的方法进行填充。基于连续变换,同时获得填充后点的参数坐标,实现点云数据的精简。开展了油箱焊缝曲面重构的方面的研究。采用B样条模型建立焊缝曲面的参数方程;借助最小二乘法求解曲面方程的控制点;利用梯度下降方法优化方程的节点向量。为了提高模型的精度,提出了一种自洽拟合的方法,交替求解控制点和优化节点向量,来减小拟合误差。通过对焊缝特征的提取,并将焊缝中心线叠加到曲面,实现模型的快速重构。最后,基于模型重构的研究成果,开发出了焊缝打磨轨迹规划的软件系统。该软件系统能够自动完成点云数据的读取,预处理,分割,焊缝特征提取和曲面重构等功能。根据生成的曲面模型和焊缝特征,采用基于曲率的轨迹插补方法,可以将打磨轨迹转化成ABB机器人可以直接执行的RAPID程序。通过对油箱焊缝打磨工艺验证试验,说明该软件系统可以现扫描-模型重构-轨迹规划的全过程,具有很高的应用价值。
秦纪云[4]（2018）在《曲率急变曲面五轴加工刀矢运动规划关键技术研究》文中研究指明曲率急变曲面零件在运载、能源和国防等行业有着广泛应用,该类零件的型面构成复杂、且局部存在曲率急变的几何特征,五轴数控加工可实现对刀矢的柔性控制,是对该类零件实施高质高效加工的重要手段。由于型面特征复杂且对加工条件要求苛刻,在曲率急变曲面上规划光顺的刀矢难度大,相邻刀位间大角度改变的刀矢在高速加工中极易导致机床轴的运动速度突变、破坏数控加工的稳定性。五轴数控加工中,刀矢在不同刀位之间的转换由机床旋转轴的运动控制,受该轴运动能力的限制,零件局部位置的刀具合成进给在实际加工中常会发生突降,影响零件加工的最终表面质量。规划的刀矢坐标要通过后置处理算法转换为机床轴的运动坐标,由于无法正确处理机床运动学方程的象限变换问题,常用CAM软件附带的后置处理器不能对某些刀矢坐标实施正确的运动转换,造成五轴加工失败。以上是曲率急变曲面零件五轴数控加工中经常遇到的与刀矢运动规划相关的问题,实际加工中,通常选择保守的加工参数或采用保守的加工策略避免上述问题的发生,无法真正实现对零件的高质高效加工。鉴于此,本文对曲率急变曲面零件五轴端铣精加工中的刀矢运动规划关键技术进行了研究,主要研究内容包括:（1）对复杂曲面零件五轴数控加工中的机床旋转轴运动特性进行了分析。建立了计算机床旋转轴速度、加速度、加加速度的数学模型,给出了模型的有限差分求解方法和解析函数求解方法,计算结果用于评估刀矢轨迹在数控加工中的运动性能,为刀矢轨迹的局部运动优化和刀具进给优化提供依据。在SINUMERIK 840D系统控制的A-C双转台型五轴机床上实施了空切试验,证明了所提方法的有效性。（2）曲率急变曲面零件精加工刀轨包含的刀位数据数量大,对刀矢轨迹实施局部运动优化可以显着降低优化的计算量、且能一定程度提高优化计算的可靠性。在对机床运动特性进行分析的基础上,提出了在五轴加工刀轨上选择待优化刀矢轨迹段的算法。给出了面向线性刀轨的机床旋转轴运动特性计算方法,重点以螺旋五轴加工刀轨为研究对象,给出了刀轨的分割方法、子刀轨的运动性能评价方法、以及待优化刀矢轨迹段选择算法,给出了 Zigzag刀轨上的待优化刀矢轨迹段选择方法。提出的刀矢轨迹段选择算法解决了曲率急变曲面零件五轴精加工刀轨、特别是螺旋刀轨优化计算量大并且算法可靠性低的难题。通过算例演示和验证了相关算法,算例结果初步证明了所提算法在节省刀矢优化计算量方面的效果。（3）提出了机床坐标系下的刀矢运动优化算法和零件精加工阶段的刀具进给优化算法。定义了机床运动光顺度评价函数,在此基础上建立了机床旋转轴角位移优化模型,给出了机床旋转轴可行优化空间的求解方法,以机床旋转轴可行优化空间为约束,为机床旋转轴角位移优化模型开发了求解算法,给出了优化后的刀位数据校核计算方法。以机床旋转轴的运动能力为约束,建立了刀具进给速度优化模型并给出了求解方法。提出的刀矢运动优化算法,解决了工件坐标系下的刀矢光顺难以有效平滑机床运动这一难题,提出的刀具进给优化算法在零件精加工阶段可以获得稳定的刀具进给,有利于提高零件的加工表面质量。通过算例对提出的刀矢运动优化算法进行了验证,算例结果初步证明了算法的有效性。（4）对后置处理过程中的机床旋转轴运动轨迹光顺算法进行了研究。以A-C双转台型五轴机床为研究对象,分析了常用后置处理导致机床旋转轴运动不连贯的原因,基于机床运动学方程的最小周期提出了光顺机床C轴运动轨迹的算法,开发了用于螺旋五轴加工刀轨的后置处理算法。提出的算法可以正确转换曲率急变曲面零件五轴加工中的刀矢坐标,为实现零件的高效加工奠定了基础。结合算例阐述并初步验证了相关算法的有效性。最后,通过加工试验对所提算法做了进一步验证。叶片缩比模型加工试验结果表明:提出的算法能够消除叶缘过渡处刀轴突变引起的过切,此外,算法将零件的精加工时间减少了 19.7%。二次参数曲面模型加工试验结果表明:提出的算法能够极大降低零件加工的表面粗糙度、显着提高零件的加工表面质量,此外,算法将零件的精加工时间减少了 26.4%。两组加工试验结果表明:本文提出的刀矢运动规划关键技术可以有效提高曲率急变曲面零件五轴加工的表面质量和加工效率。论文的研究成果对于发挥五轴数控机床在曲率急变曲面零件加工中的性能优势、实现零件的高质高效加工具有重要意义。
刘志强[5]（2018）在《重型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削机理与拉刀研制试验研究》文中研究表明实现高效精密制造一直是重型燃气轮机制造行业的核心目标,重型燃气轮机压气轮盘和透平涡轮盘的榫槽拉削加工是燃气轮机制造中关键质量控制工序,其加工质量直接影响轮盘承受复杂热力交变工作载荷的能力。由于透平涡轮盘的枞树型榫槽型线复杂、尺寸精度和加工表面质量要求高,给榫槽拉刀国产化带来了极大的挑战。当前,涡轮盘榫槽拉削机理尚不明晰,缺少枞树型榫槽拉刀的精准化设计依据,榫槽加工精度与表面完整性难以保证,亟待提高拉刀耐磨性及刀具寿命。针对上述难题,本论文面向重型燃气轮机涡轮盘榫槽的拉削加工机理与拉刀研制等方面进行深入研究与探讨。（1）为探究拉削重型燃气轮机涡轮盘榫槽过程中切削变形区应力场-温度场耦合规律,本文采用分离式Hopkinson压杆（SHPB）实验技术研究了涡轮盘高铬耐热合金材料的动态力学性能,揭示了高温高压环境下涡轮盘工件材料流变应力受应变硬化效应、应变率强化效应和热软化效应的影响规律。研究发现,涡轮盘高铬耐热合金材料存在显着的变形硬化、应变率敏感性和温度敏感性特征。为解决拉削过程物理仿真所需的工件材料基础模型问题,本文构造了涡轮盘高铬耐热合金材料的力-热耦合本构模型,并进行了误差分析。实验对比验证了高铬耐热合金材料切削力、切削温度与切屑形态的仿真结果,研究表明,基于材料本构模型的拉削物理仿真可有效预测切削温度场、应力场、切屑形态,并可用于分析刀具参数对拉削响应的影响规律。（2）本文实验研究了拉刀刃口参数对涡轮盘材料拉削过程中产生的表面鳞刺、表层硬化程度、残余应力、表面粗糙度等影响规律及作用机理,研究结果表明齿升量与钝圆半径二者具有耦合作用,共同影响了表面完整性。明确了拉刀刃口参数对拉削表面完整性的影响规律,在此基础上确定刀齿参数的允值范围,可为基于拉削性能的拉刀精准化设计提供边界条件。（3）为确立涡轮盘榫槽成形精拉削阶段拉削力载荷沿齿廓空间分布的几何依据,本文提出了精拉刀齿廓曲线与榫槽廓形的解析映射方法,构造了重型燃气轮机涡轮盘枞树型榫槽精拉刀齿廓曲线拟合方程。建立了单齿直线刃刀具的切削力模型、单齿枞树型榫槽曲线刃精拉刀的切削力模型,提出了枞树型齿廓精拉刀的切削力载荷空间重构方法。并揭示了涡轮盘榫槽拉刀切削力载荷时间序列特性与动态历程递变规律,建立了多齿拉刀动态切削力预测模型。实验结果对比表明,基于微元刀具重构可用于预测枞树型齿廓精拉刀切削力载荷,从而为榫槽拉削稳定性控制与组合拉刀设计提供基础依据。（4）为揭示拉刀磨损演变规律,探索改善拉刀耐磨性的可靠方法,本文实验研究了刀具材料（粉末冶金高速钢T15）-工件材料（耐热高铬合金X12CrMoWVNb N-10-1-1）组成的摩擦副的磨损混沌特性。结合非线性混沌信号特征分析方法,揭示了磨损混沌吸引子演变规律,研究表明磨损历程演变的递归定量评价方法可辨识磨损过渡特征。本文建立了前刀面-切屑界面动态摩擦模型,提出了前刀面耐磨稳定性的可行域。在湿切削和干切削条件下,实验对比了AlCrN涂层粉末冶金高速钢刀具与无涂层粉末冶金高速钢刀具的前刀面磨损后的递归图形貌。研究结果表明递归图分析方法可用于辨识不同切削环境下的前刀面的拉刀磨损特征。为改善拉刀耐磨性能,实验研究了非涂层粉末冶金高速钢拉刀与AlCrN涂层粉末冶金高速钢拉刀的磨损情况。基于耐用度实验建立了拉刀磨损失效概率分布函数与耐用度预测模型,分析结果表明预测的拉削长度可为拉刀修磨周期制定提供参考标准。（5）在研究榫槽成形创成原理基础上,本文理论分析了同廓分层式拉削、渐成分层式拉削、分块成组式拉削方式下的拉刀齿距、齿升量的允值范围与匹配规律。根据多约束条件下,以粗拉削材料去除率和精拉削表面粗糙度为优化目标,明确了采用分块成组式榫槽成形方法下的拉削余量分配参数,以此为基础制定了重型燃气轮机涡轮盘枞树型榫槽的粗拉削余量分配方案。为综合分析拉削负载约束、刀具材料强度约束、加工表面粗糙度约束下的精拉刀参数优选问题,本文提出了一种多拉削响应耦合约束条件下的响应曲面法（CRSMMC）,获得了精拉刀刀齿优化设计柔性参数集范围。并实验证明了误差在合理范围内,可解决拉刀设计过程中面临的非唯一最优解问题。（6）本文针对某型号重型燃气轮机枞树型榫槽精拉刀进行了试制与拉削性能试验研究。试验对比分析了喷丸强化前后的拉刀表层及次表层的残余应力,研究结果表明喷丸强化技术可显着提高表层及次表层残余压应力,有助于改善刀具抗疲劳性能。开展了拉削标准试块和涡轮盘试验,并检测了榫槽拉削精度、表面粗糙度、刀具耐磨性等性能指标;与国外同类产品进行了对比,结果表明试制的枞树型拉刀可满足F级重型燃气轮机榫槽的加工要求,通过喷丸强化技术可显着改善拉刀的耐磨性能。
何申伟[6]（2018）在《叶片自由曲面重构技术研究》文中研究指明随着科学技术的快速发展,具有自由曲面类外形的零件在飞机、船舶以及汽车等领域的应用日益广泛,并且对这些零件的型面加工效率和精度要求越来越高。叶片是航空发动机、燃气轮机、螺旋桨等动力装置的关键零部件,其加工制造质量直接决定着这些动力设备的整体工作性能。叶片类零件面型复杂,设计制造加工难度大,在最后加工工序中,通常采用磨削抛光来对其表面质量进行修整加工,而在现有的加工工艺过程中,磨抛加工与型面测量过程分离,难以实现叶片的高效高精度光整加工,叶片曲面的集成制造系统可以有效的解决这一问题。叶片复杂曲面集成制造系统是集叶片的毛坯测量、模型重构、工艺分析等功能于一体的加工系统。本文针对叶片磨抛测一体化集成制造系统中的叶片模型重构问题,研究了基于原位测量的叶片曲面型值点曲线曲面重构方法,在叶片磨抛加工过程中,要求所重构的叶片曲面尽可能的复现被加工叶片曲面的形状,为后续加工中的轨迹规划、余量分配和误差分析等提供数据。基于自主研发的叶片串并混联磨抛机床,搭建原位测量系统,将激光位移传感器测头搭载于机床工具板上,并开发出集成了机床运动控制的叶片型面原位测量控制系统软件,实现在叶片磨抛过程中的叶片曲面原位测量,采用极坐标法采集叶片截面线形状数据。采用NURBS方法实现基于叶片截面线型值点的曲线曲面重构。在分析了B-Spline基函数求解算法,数据点的参数化方法和节点矢量的求解以及控制顶点的反求方法的基础上,进行叶片截面线NURBS重构;推导了双三次NURBS曲面的矩阵表达式,给出了完整的NURBS曲面整体插值算法。以重构胫骨模型和叶片模型为例,验证了所述NURBS曲线曲面重构方法的可行性,并分析了重构精度。分析了权因子的几何意义及其对NURBS曲线曲面的影响,提出基于型值点曲率特征的控制顶点权因子确定方法,以点到NURBS曲线的距离作为曲线重构误差评价准则,对叶片截面线进行插值重构误差分析,仿真结果表明变换权因子的NURBS曲线插值方法相对于权因子均为1的插值结果,曲线重构精度有明显的提高。
王榜,杨勇,黄悦峰,张启鹏,朱婉莹[7]（2018）在《汽轮发电机风叶叶片的数控模拟加工》文中研究指明针对实际生产问题深入分析汽轮机风叶结构特征,选择UG/CAD的建模技术为风叶建立数字化模型,利用CAD/CAM软件Mastercam对其进行了多轴联动数控加工程序的编制,完成风叶叶片多轴加工工艺路径规划和汽轮机风叶叶片四坐标数控加工动态仿真,实现了汽轮机叶片的虚拟加工。通过对数控加工程序的质量检查、仿真结果的分析,将过切与干涉等不安全因素消除,确保数控加工程序的正确性,优化工艺、提高生产效率。
明伟[8]（2018）在《基于NURBS截面的STL模型参数化重构技术研究》文中认为随着三维扫描、图像处理以及标准CAD模型表达技术NURBS的迅速发展与广泛应用,通过三维扫描技术将获取到的高精度STL模型向通用CAD模型之间转换的需求更加突出。因此,提出研究高效的参数化重构算法并构建符合用户习惯的模型重构软件平台已经成为提高三维扫描技术在产品开发中的应用和提高模型转换质量与效率的关键问题。以往的拟合算法多是基于序列化后点阵进行拟合,其缺点是无法对拟合精度加以约束和控制,同时在一般的商用CAD软件中,如PTC的CREO Parametric中,还缺少较为成熟稳定且符合该用户使用习惯的STL参数化重构解决方案。因此本文通过分析STL模型中存在的曲面类型和特征,针对与柱面拓扑同胚的曲面和拉伸特征重构展开研究,并以胫骨STL模型与航空发动机汽轮机叶片STL模型两个实例进行了验证。论文在分析STL模型截面特点后,通过对截面数据进行序列化以及转换到参数化空间,采用最小二乘法对截面进行拟合,得到截面NURBS曲线控制点;然后提出了基于关键截面（KCS,Key Control Section）的STL模型曲面拟合算法,通过该算法完成了对胫骨曲面与叶片曲面的拟合与重构。针对模型中存在的特征,论文采用基于截面带约束分段拟合算法对特征截面进行拟合,通过对截面元素的分段建模,构建约束关系以及目标优化函数,采用L-M法对该模型求解进而得到截面参数优化结果;然后在介绍并分析了实体建模技术的基础之上基于CREO二次开发平台Pro/Toolkit实现了曲面与特征重构方案。最后完成软件系统原型的开发,并通过运行曲面重构实例与特征重构实例对软件功能进行验证。同时本文还进一步通过第三方误差分析软件对重构得到的模型进行误差的分析和验证以证明算法的有效性。
余亮[9]（2017）在《复杂曲面五轴侧铣加工中的刀具路径与尺寸形状优化》文中研究说明随着现代工业的发展,一些在航空航天、国防、运载和能源等领域中起主导作用的关键零件,例如航空发动机的叶轮、诱导轮、汽轮机叶片等,对加工的效率、成形的精度提出了更高的要求。与点铣相比,侧铣加工是一种高效、高精度的加工方法。但是,目前侧铣的研究侧重于采用圆柱、圆锥等标准刀具侧铣直纹面。然而,工程中的许多叶片类零件并不是直纹面。而且,外形轮廓简单的标准刀具难以侧铣形状日益复杂的非直纹面叶片。因此,将侧铣对象推广到非直纹面零件具有重大意义。本学位论文以五轴侧铣加工为应用背景,从刀具形状优化的角度研究非直纹面的五轴侧铣。重点从任意旋转刀具包络面的解析表达式、直纹面五轴侧铣加工的刀具尺寸和刀具路径同步优化、五轴侧铣中双曲刀具的形状优化、五轴侧铣中任意旋转面刀具的形状优化这四个方面展开研究,主要研究工作如下:（1）提出了以任意曲线为生成线的旋转刀具包络面的解析计算方法。用三次B样条描述空间或平面中任意一条生成曲线,并以此得到旋转刀具曲面的参数表达式。然后,基于包络条件和刚体运动的速度公式,建立任意旋转面刀具经过空间运动形成的包络面的解析表达式,并对特殊情形下的包络面进行了分析。（2）提出了侧铣直纹面时,在给定的约束范围内同步优化刀具路径和刀具尺寸的方法。利用包络面的解析表达式,求取每个刀位点处包络面的离散特征点。然后,由法向映射关系,建立“刀具轴迹面—刀具包络面—设计曲面”三者之间的对应关系,并由此得到侧铣误差的解析计算表达式。而且,该表达式是关于刀具轴迹面的控制顶点和刀具尺寸的函数。也就是说,它建立了这两类控制变量与侧铣误差之间的关系。基于该关系,以误差的平方和最小为目标,以刀具轴迹面和刀具尺寸的调整范围为约束条件,建立带约束的优化模型。并采用信赖域仿射算法求解,得到优化的刀具路径和刀具尺寸。（3）非凹的圆柱刀具、圆锥刀具和鼓形刀具不适合侧铣凸形的曲面,针对这一问题提出了用凹形的双曲刀具侧铣凸形曲面的方法。基于微分几何中曲面上点的分类,研究曲面的性质,得出了如下结论:双曲刀具是负Gauss曲率曲面,适合加工含有负的主曲率的曲面。接着,用两个生成半径和一个生成夹角定义双曲刀具的生成直线,并由此得到双曲刀具曲面的参数表达式。然后,以双曲刀具的包络面向设计曲面的整体逼近为目标,以两个生成半径和一个生成夹角的调整范围为约束条件,建立带约束的优化模型,进而获取优化的双曲刀具形状。最后,以直纹面和汽轮机叶片的凸形曲面为对象,验证了方法的有效性。（4）进一步扩展侧铣曲面的类型,提出了一般非直纹面的侧铣加工方法。将刀具曲面视作完全由它的生成线决定的旋转面,同时用三次B样条曲线表示刀具生成线,从而将刀具曲面的优化问题转化为它的生成线的控制顶点的位置调整问题。基于这样的思想,利用最小二乘准则优化生成线的控制顶点,以实现刀具包络面向设计曲面的逼近。并用非直纹的叶片验证了方法的有效性。本学位论文以任意一条生成曲线形成的旋转刀具包络面的解析表达式为基础,利用优化模型定量调整刀具外形轮廓,实现刀具包络面向设计曲面的逼近,并以此将侧铣的加工对象推广到了一般的非直纹面。本文的研究发展和丰富了五轴侧铣加工。
魏栋[10]（2017）在《面向复杂曲面加工的NURBS曲线逼近及插补算法研究》文中指出复杂曲面类零件通常由自由曲线曲面构成,其中NURBS曲线的逼近和插补算法是复杂曲面数字化制造中的关键技术,本文对复杂曲面加工中涉及到的NURBS插补和逼近理论进行了深入研究。提出了基于特征点提取及改进粒子群算法的NURBS曲线逼近算法,压缩了复杂曲面断面轮廓重建中NURBS逼近曲线的控制顶点数量;为提升复杂曲面加工中采用相同节点向量生成双NURBS刀具路径的逼近精度,构建了变权重的刀轴点曲线逼近优化模型,利用改进协同进化遗传算法求解该模型,得到曲线的最优权重值;考虑传统NURIBS插补算法在插补精度与插补速度波动率方面的缺陷,提出了基于改进S型速度规划及Steffensen型参数计算的插补算法。以叶轮叶片为例进行算法对比试验,验证了本文算法的有效性。本文研究的主要内容如下:第一章综述了复杂曲面加工中自由曲线逼近和插补算法的国内外研究现状,介绍了目前方法中存在的缺陷和解决思路。阐述了本文的研究意义,介绍了本文的组织结构。第二章提出了压缩控制顶点的NURBS曲线逼近算法。利用等弦长法计算离散点的曲率,基于曲率分析提取离散点列的特征点并构造初始逼近曲线。基于误差控制增加插值点并更新逼近曲线,利用改进的粒子群算法优化控制顶点的位置,得到最终逼近曲线。第三章提出了变权重的双NURBS刀具路径生成算法。基于误差控制选取部分刀具中心点和刀轴点离散数据并采用同一节点向量构造初始双NURBS曲线,构建变权重的刀轴点曲线逼近优化模型,利用改进协同进化遗传算法调整刀轴点曲线的权重值,降低了曲线的逼近误差。第四章提出了改进S型速度规划方法和带参数的Steffensen型插补参数计算方法。通过自适应插补得到曲线分段信息,根据曲率信息自适应调整最大加加速度并进行速度精确控制,改进了传统S型速度规划算法。采用正反向插补精确确定减速点,并利用带参数Steffensen型方法计算曲线插补参数,避免了求导运算,增强了插补实时性,有效控制了速度波动率。第五章以叶轮叶片为例验证了本文所提的理论和算法。实验结果表明,与传统方法相比本文算法生成的NURBS逼近曲线具有更少的控制顶点数,更高的逼近精度。改进后的NURBS插补算法有效降低了弦高误差,控制了速度波动率。第六章对论文的主要研究内容进行了总结,并对下一步的研究工作进行了展望。
二、基于离散数据的汽轮机叶片荒加工的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于离散数据的汽轮机叶片荒加工的研究（论文提纲范文）
（1）汽轮机隔板装配质量控制及知识图谱构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 国内外装配质量研究现状 |
| 1.2.2 国内外装配质量控制研究现状 |
| 1.2.3 国内外装配知识图谱研究现状 |
| 1.2.4 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 汽轮机隔板装配质量控制总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 汽轮机隔板装配质量控制现状及分析 |
| 2.2.1 汽轮机隔板装配质量控制现状及影响因素分析 |
| 2.2.2 汽轮机隔板装配过程特性及影响因素分析 |
| 2.2.3 汽轮机隔板装配质量数据集特点 |
| 2.3 汽轮机隔板装配关键质量特性提取方法 |
| 2.3.1 汽轮机隔板装配质量数据预处理 |
| 2.3.2 汽轮机隔板装配质量数据特征工程处理 |
| 2.4 汽轮机隔板装配质量控制方法 |
| 2.5 汽轮机隔板装配知识图谱构建 |
| 2.5.1 知识图谱的构建 |
| 2.5.2 SPC控制图的选择 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 汽轮机隔板装配关键质量特性提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 汽轮机隔板关键质量特性识别模型构建算法 |
| 3.2.1 汽轮机隔板装配关键质量特性问题描述 |
| 3.2.2 过滤式特征选择算法 |
| 3.2.3 包裹式特征选择算法 |
| 3.3 汽轮机隔板关键质量特性识别模型构建流程 |
| 3.4 算例验证 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 汽轮机隔板装配质量控制模型及知识图谱的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 汽轮机隔板装配质量控制模型的构建 |
| 4.2.1 模型的构建算法 |
| 4.2.2 模型的构建流程 |
| 4.3 汽轮机隔板装配质量知识图谱构建 |
| 4.3.1 知识图谱模式图的构建 |
| 4.3.2 知识图谱数据填充 |
| 4.3.3 知识图谱可视化 |
| 4.4 算例验证 |
| 4.4.1 关键质量控制点获取 |
| 4.4.2 知识图谱构建 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 汽轮机隔板装配质量控制系统设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 汽轮机隔板装配质量控制系统总体设计 |
| 5.2.1 系统总体结构设计 |
| 5.2.2 系统开发平台与接口 |
| 5.3 汽轮机隔板装配质量预测及控制系统实现 |
| 5.3.1 系统主界面 |
| 5.3.2 工艺信息维护子系统 |
| 5.3.3 质量数据管理子系统 |
| 5.3.4 质量控制子系统 |
| 5.3.5 知识图谱子系统 |
| 5.3.6 人员管理子系统 |
| 5.4 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（2）复杂曲面机器人抛磨系统搭建与抛磨力控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 复杂曲面类零件抛磨系统研究进展 |
| 1.2.1 以数控机床为平台的抛磨系统 |
| 1.2.2 以工业机器人为平台的抛磨系统 |
| 1.3 工业机器人力控技术研究进展 |
| 1.3.1 被动柔顺控制 |
| 1.3.2 主动柔顺控制 |
| 1.4 目前研究存在的不足 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 复杂曲面类零件变抛磨头抛磨系统 |
| 2.1 复杂曲面类零件变抛磨头抛磨系统构成及功能 |
| 2.2 系统硬件构成 |
| 2.2.1 力传感器与测力模块 |
| 2.2.2 工业机器人 |
| 2.2.3 气源供应装置 |
| 2.2.4 其他附属装置 |
| 2.3 变抛磨头抛磨平台设计 |
| 2.3.1 抛磨平台设计要求 |
| 2.3.2 抛磨平台结构设计 |
| 2.3.3 抛磨平台控制方案设计 |
| 2.4 变抛磨头抛磨平台静、动态特性分析 |
| 2.4.1 抛磨平台有限元模型建立 |
| 2.4.2 抛磨平台静力学分析 |
| 2.4.3 抛磨平台模态分析 |
| 2.5 通讯方案建立 |
| 2.5.1 PC机与工业机器人控制柜之间的通讯 |
| 2.5.2 力传感器与PC机之间的通讯 |
| 2.5.3 PC机与PLC主机之间的通讯 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 抛磨力控制过程建模与分析 |
| 3.1 工业机器人坐标变换 |
| 3.1.1 位置坐标变换 |
| 3.1.2 旋转坐标变换 |
| 3.1.3 齐次坐标变换 |
| 3.2 工业机器人抛磨加工位姿计算 |
| 3.2.1 工业机器人位置计算 |
| 3.2.2 工业机器人姿态计算 |
| 3.3 抛磨力控制原理分析 |
| 3.3.1 工业机器人抛磨力控制系统 |
| 3.3.2 抛磨加工受力分析 |
| 3.3.3 法向抛磨力求解 |
| 3.4 位置修正量求解 |
| 3.4.1 工件与抛磨工具未接触 |
| 3.4.2 工件与抛磨工具接触 |
| 3.4.3 工件与抛磨工具接触的法向修正量的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 抛磨力超前控制算法研究 |
| 4.1 RNN神经网络分析 |
| 4.2 LSTM神经网络分析 |
| 4.3 抛磨力预测模型研究 |
| 4.3.1 遗忘门 |
| 4.3.2 输入门 |
| 4.3.3 输出门 |
| 4.4 抛磨力影响因素及数据处理研究 |
| 4.4.1 抛磨力影响因素 |
| 4.4.2 数据处理研究 |
| 4.5 抛磨力预测模型训练 |
| 4.5.1 模型参数调整 |
| 4.5.2 抛磨力预测模型训练过程 |
| 4.5.3 抛磨力预测模型结果评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 仿真与实验研究 |
| 5.1 抛磨平台位置误差测量实验研究 |
| 5.1.1 抛磨平台定位精度检测 |
| 5.1.2 抛磨平台回转误差检测 |
| 5.2 零件加工实验研究 |
| 5.2.1 实验对象 |
| 5.2.2 抛磨头的选取 |
| 5.2.3 工艺参数设定 |
| 5.2.4 实验结果分析 |
| 5.3 抛磨力超前控制算法仿真实验研究 |
| 5.3.1 仿真实验环境 |
| 5.3.2 抛磨力数据采集 |
| 5.3.3 LSTM模型搭建与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 工业机器人抛磨加工程序 |
| 抛磨头定位精度检测数据 |
| 抛磨头重复定位精度检测数据 |
| 纯径向跳动检测数据 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 打磨技术发展背景 |
| 1.2 打磨轨迹规划的研究现状和存在的问题 |
| 1.3 基于测量点云数据的轨迹规划技术现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 机器人打磨实验系统 |
| 2.1 机器人系统 |
| 2.2 打磨系统 |
| 2.3 数据采集系统 |
| 2.4 数据分析系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 机器人打磨系统手眼标定 |
| 3.2 相机坐标中球心的确定 |
| 3.3 手眼关系的确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 点云数据预处理和分割 |
| 4.1 噪音来源分析 |
| 4.2 点云数据高效索引建立 |
| 4.3 离群点的剔除和填充 |
| 4.4 点云数据的滤波 |
| 4.5 点云法向量计算 |
| 4.6 分割线识别 |
| 4.7 平面区域划分 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 机器人打磨复杂型面模型重构 |
| 5.1 获得理想表面的点云数据 |
| 5.2 基于连续变换的点云数据精简 |
| 5.3 曲线和曲面的参数表示 |
| 5.4 自洽拟合生成曲面CAD模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 机器人打磨轨迹规划和验证 |
| 6.1 焊缝特征提取 |
| 6.2 机器人打磨离线仿真和轨迹优化 |
| 6.3 机器人打磨软件开发和算法测试 |
| 6.4 机器人焊缝打磨工艺试验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 内容总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（4）曲率急变曲面五轴加工刀矢运动规划关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 机床运动特性分析的研究现状 |
| 1.3 复杂曲面加工中的刀矢光顺技术研究现状 |
| 1.4 复杂曲面加工中的刀具进给优化技术研究现状 |
| 1.5 五轴加工刀轨后置处理技术研究现状 |
| 1.6 研究目的和意义 |
| 1.7 论文的主要研究内容 |
| 2 五轴机床旋转轴的运动特性分析 |
| 2.1 复杂曲面零件五轴数控加工相关问题概述 |
| 2.1.1 坐标系的定义和机床进给轴的命名 |
| 2.1.2 复杂曲面曲线的表示方法 |
| 2.1.3 五轴刀位数据构成和参数化刀具轨迹表示 |
| 2.1.4 局部坐标系下的刀矢向工件坐标系映射求解 |
| 2.1.5 机床进给轴运动生成 |
| 2.2 五轴机床旋转轴的运动特性计算方法 |
| 2.2.1 机床旋转轴的运动特性计算模型 |
| 2.2.2 基于有限差分的求解方法 |
| 2.2.3 基于解析函数的求解方法 |
| 2.3 空切试验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 五轴加工刀轨上的待优化刀矢轨迹段选择算法研究 |
| 3.1 刀触点坐标计算和刀矢规划的一般方法 |
| 3.1.1 确定刀触点坐标的走刀步长和加工行距计算 |
| 3.1.2 刀矢规划的一般方法 |
| 3.2 Zigzag和螺旋五轴加工刀轨的生成方法 |
| 3.2.1 Zigzag加工路径的生成方法 |
| 3.2.2 基于UG/CAM的叶片零件螺旋五轴加工刀轨规划方法 |
| 3.3 面向线性刀轨的机床旋转轴运动特性计算方法 |
| 3.4 待优化刀矢轨迹段选择算法 |
| 3.4.1 螺旋五轴加工刀轨上的待优化刀矢轨迹段选择算法 |
| 3.4.2 Zigzag加工路径上的待优化刀矢轨迹段选择方法 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 刀矢运动优化和刀具进给速度优化算法研究 |
| 4.1 算法概述 |
| 4.2 机床坐标系下的刀矢运动优化算法 |
| 4.2.1 机床旋转轴可行优化空间的求解 |
| 4.2.2 机床旋转轴角位移优化模型的建立 |
| 4.2.3 机床旋转轴角位移优化模型的求解算法 |
| 4.2.4 刀位数据校核计算 |
| 4.3 零件精加工阶段的刀具进给速度优化算法 |
| 4.3.1 机床进给轴的运动能力 |
| 4.3.2 以机床旋转轴运动能力为约束的刀具进给速度优化计算 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 后置处理中的机床旋转轴运动轨迹光顺算法研究 |
| 5.1 A-C双转台型五轴机床的正逆向运动学建模 |
| 5.2 后置处理中的机床C轴运动轨迹光顺算法 |
| 5.2.1 一般后置处理导致的机床C轴运动不连贯原因分析 |
| 5.2.2 基于机床运动学方程最小周期的机床C轴运动轨迹光顺算法 |
| 5.3 针对螺旋五轴加工刀轨开发的后置处理算法 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 曲率急变曲面模型五轴加工试验 |
| 6.1 试验条件 |
| 6.2 试验设计及内容 |
| 6.3 试验结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）重型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削机理与拉刀研制试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 论文中主要符号的意义 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景与意义 |
| 1.3 重型燃气轮机工业生产中涡轮盘榫槽拉削加工面临的挑战 |
| 1.3.1 典型轮盘榫槽结构形式及特点 |
| 1.3.2 轮盘榫槽常用加工方式 |
| 1.3.3 涡轮盘枞树型榫槽拉削加工中面临的挑战 |
| 1.4 涡轮盘榫槽拉削机理与拉刀设计现状研究 |
| 1.4.1 涡轮盘材料动态力学性能及本构建模与拉削过程物理仿真 |
| 1.4.2 拉削表面完整性及影响因素分析 |
| 1.4.3 拉削力空间分布建模与拉削力时间序列重构 |
| 1.4.4 拉刀设计方法及榫槽拉刀的设计现状 |
| 1.4.5 拉刀磨损机理分析及改善拉刀耐磨性方法 |
| 1.4.6 问题提出及当前研究存在的不足 |
| 1.5 本文的主要研究内容与总体框架 |
| 第二章 基于涡轮盘材料本构模型的拉削仿真与拉削表面完整性实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 涡轮盘耐热合金钢动态力学性能实验与本构建模研究 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置及方案 |
| 2.2.3 材料动态流变应力演变规律分析 |
| 2.2.4 应变率强化效应及热软化效应分析 |
| 2.2.5 材料本构模型的建立与误差分析 |
| 2.3 基于材料本构模型的直角切削仿真分析与验证 |
| 2.3.1 直角切削仿真与材料本构参数影响分析 |
| 2.3.2 切削力及切削温度的仿真与实验分析 |
| 2.3.3 切屑成形规律及剪切角的仿真与实验分析 |
| 2.4 拉削表面完整性实验研究 |
| 2.4.1 拉削表面鳞刺缺陷产生机理及影响因素分析 |
| 2.4.2 拉削表面残余应力产生机理及影响因素分析 |
| 2.4.3 刀具角度和齿升量对表面粗糙度影响规律分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 涡轮盘榫槽拉削力空间分布建模与时序特性理论分析及实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 透平轮盘榫槽拉刀工作特性分析与枞树型精拉刀曲线描述方法 |
| 3.2.1 榫槽序列化组合拉刀时序工作特征 |
| 3.2.2 枞树型榫槽型线与精拉刀刃口曲线映射方法 |
| 3.2.3 枞树型榫槽精拉刀切削几何参数表达 |
| 3.3 单齿刀具拉削力空间分布规律理论分析与预测研究 |
| 3.3.1 直角与斜角拉削力转换理论分析 |
| 3.3.2 斜角切削力系数分析 |
| 3.3.3 单齿曲线刃拉刀切削力载荷分布重构 |
| 3.4 多齿拉刀拉削力载荷时序特性分析与预测研究 |
| 3.5 拉削系统的动态稳定性研究及齿距与拉削速度匹配分析 |
| 3.5.1 榫槽序列化拉削系统的动态稳定性研究 |
| 3.5.2 拉削速度与齿距匹配范围分析与实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 拉刀磨损历程动态特性分析与耐磨性实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具材料-工件材料副的磨损混沌特性实验研究 |
| 4.2.1 刀具材料-工件材料副的摩擦磨损实验 |
| 4.2.2 摩擦信号的混沌特性分析与磨损历程演变规律研究 |
| 4.2.3 磨损历程演化的递归参数定量分析 |
| 4.3 拉削过程刀-屑接触界面摩擦磨损理论与实验研究 |
| 4.3.1 前刀面摩擦动态模型及耐磨稳定性可行域分析 |
| 4.3.2 拉刀前刀面的磨损形貌实验分析与递归特性分析 |
| 4.4 榫槽粗拉刀耐磨性实验与耐用度预测方法研究 |
| 4.4.1 涂层改善榫槽粗拉刀耐磨性能实验研究 |
| 4.4.2 粗拉刀磨损失效概率分布分析及耐用度预测方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 重型燃气轮机涡轮盘枞树型榫槽拉刀研制与试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 枞树型榫槽拉削成型的创成方式分析 |
| 5.3 基于多约束优化的榫槽粗拉削余量分配方法研究 |
| 5.3.1 枞树型榫槽粗拉削余量分配的约束条件 |
| 5.3.2 枞树型线榫槽粗拉削余量分配依据 |
| 5.4 多拉削响应耦合约束下的精拉刀刀齿参数设计方法及实验验证 |
| 5.4.1 拉刀刀齿结构设计要素与设计约束理论研究 |
| 5.4.2 实验规划 |
| 5.4.3 拉削负载约束 |
| 5.4.4 拉削表面粗糙度约束 |
| 5.4.5 拉刀刃口强度约束 |
| 5.4.6 多拉削响应耦合约束下精拉刀刀齿结构要素选择及实验验证 |
| 5.4.7 枞树型榫槽精拉削余量分配方法研究 |
| 5.5 重型燃气轮机型线榫槽拉刀设计特征 |
| 5.6 精拉刀的刀具材料及制备工序 |
| 5.6.1 拉刀材料 |
| 5.6.2 毛坯热处理与磨削工序 |
| 5.6.3 喷丸强化改善表面残余应力试验研究 |
| 5.6.4 表面喷丸强化对拉刀磨损性能影响机理及试验研究 |
| 5.7 重型燃气轮机榫槽拉刀与国外产品性能对比试验研究 |
| 5.7.1 拉削标准试块对比试验 |
| 5.7.2 拉削标准试块榫槽成形精度误差对比 |
| 5.7.3 拉削标准试块榫槽表面粗糙度对比分析 |
| 5.7.4 拉刀磨损性能试验对比分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论和主要工作 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及出版着作 |
| 攻读博士学位期间申请专利及科研获奖情况 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（6）叶片自由曲面重构技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外相关技术研究现状 |
| 1.3.1 原位测量技术研究现状 |
| 1.3.2 曲面重构技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 叶片自由曲面原位测量系统 |
| 2.1 系统整体结构和工作原理 |
| 2.1.1 叶片磨抛机床平台 |
| 2.1.2 机床运动控制系统 |
| 2.1.3 原位测量曲面数据采集系统 |
| 2.2 原位测量系统软件结构及功能 |
| 2.2.1 软件开发环境 |
| 2.2.2 原位测量系统软件 |
| 2.3 叶片型面数据原位测量方法与实验 |
| 2.3.1 曲面的特征点测量方法 |
| 2.3.2 截面线极坐标旋转测量法 |
| 2.3.3 叶片截面线原位测量实验与数据处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 叶片自由曲面模型重构 |
| 3.1 NURBS曲线与插值重构方法 |
| 3.1.1 NURBS曲线的定义与性质 |
| 3.1.2 B-Spline基函数的求解算法 |
| 3.1.3 数据点的参数化与节点矢量求解 |
| 3.1.4 反求控制顶点 |
| 3.1.5 NURBS曲线插值拟合流程图 |
| 3.2 NURBS曲面整体插值重构 |
| 3.2.1 NURBS曲面的定义及矩阵表达式 |
| 3.2.2 NURBS曲面整体插值重构算法 |
| 3.3 重构案例仿真与精度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于变换权因子的自由曲面重构方法 |
| 4.1 权因子在曲线曲面重构中的作用 |
| 4.1.1 基于权因子的NURBS曲线插值方法 |
| 4.1.2 权因子的几何意义及其对NURBS曲线的影响 |
| 4.1.3 曲面权因子的几何意义 |
| 4.2 基于型值点曲率特征的控制顶点权因子快速确定方法 |
| 4.2.1 型值点曲率的计算方法 |
| 4.2.2 基于型值点曲率特征的权因子确定 |
| 4.3 基于变换权因子的叶片截面线插值重构 |
| 4.3.1 基于点到NURBS曲线距离的插值误差评价方法 |
| 4.3.2 变换权因子对叶片截面线插值误差的结果分析 |
| 4.4 叶片曲面重构模型误差检测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）汽轮发电机风叶叶片的数控模拟加工（论文提纲范文）
| 1 汽轮机风叶结构特征 |
| 2 风叶数字模型建立 |
| 2.1 风叶叶片曲面的创建 |
| 2.2 叶根R圆弧面的创建 |
| 3 多轴加工工艺规划 |
| 3.1 风叶数控加工参数的选择 |
| 3.2 风叶叶片的加工路径规划 |
| 4 风叶叶片的虚拟加工 |
| 4.1 叶片的粗铣 |
| 4.2 叶根R面与基座圆弧面的粗精加工 |
| 4.3 叶片的半精加工与精加工 |
| 5 风叶叶片的数控仿真 |
| 5.1 风叶叶片的数控加工仿真 |
| 5.2 风叶叶片的仿真结果分析 |
| 6 结束语 |
（8）基于NURBS截面的STL模型参数化重构技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 STL模型处理技术研究现状 |
| 1.2.2 NURBS及其拟合技术研究现状 |
| 1.2.3 数据采集技术及其方法和设备 |
| 1.3 模型曲面的拓扑分类 |
| 1.4 当前研究存在的不足以及发展趋势 |
| 1.5 本文内容与结构安排 |
| 1.5.1 本课题研究内容 |
| 1.5.2 论文结构安排 |
| 第2章 基于KCS的曲面拟合算法 |
| 2.1 STL截面数据获取 |
| 2.1.1 截面获取策略 |
| 2.1.2 截面数据预处理 |
| 2.2 NURBS曲线带约束的最小二乘模型 |
| 2.3 外点法求解 |
| 2.4 NURBS局部支撑性 |
| 2.5 关键截面(KCS)位置序列生成算法 |
| 2.5.1 KCS序列生成算法 |
| 2.5.2 节点向量生成策略 |
| 2.5.3 局部误差检查策略 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于截面轮廓的特征重构技术 |
| 3.1 特征草图拟合算法 |
| 3.1.1 基于方向偏差的曲线分段方法 |
| 3.1.2 分段曲线模型构建 |
| 3.2 曲线分段拟合及局部约束模型构建 |
| 3.2.1 直线区段拟合 |
| 3.2.2 圆弧区段拟合 |
| 3.2.3 NURBS曲线区段拟合 |
| 3.2.4 局部约束表达 |
| 3.3 创建截面草绘优化数学模型 |
| 3.4 L-M法求解草绘优化数学模型 |
| 3.5 拟合实例与误差 |
| 3.6 拉伸特征参数拟合 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 曲面与实体重构技术 |
| 4.1 模型几何与特征表达技术 |
| 4.1.1 三维模型造型原理 |
| 4.1.2 曲面造型技术及数据结构 |
| 4.1.3 特征建模技术及数据结构 |
| 4.2 曲面与特征重构技术 |
| 4.2.1 复杂曲面重构 |
| 4.2.2 草图特征重构 |
| 4.2.3 拉伸特征重构 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 STL参数化重构软件设计与实例 |
| 5.1 系统概况 |
| 5.1.1 原型程序开发和运行环境 |
| 5.1.2 系统结构与流程 |
| 5.1.3 系统功能模块 |
| 5.2 STL重构系统运行实例 |
| 5.2.1 曲面重构实例 |
| 5.3 混合重构实例 |
| 5.4 实例误差分析验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与成果清单 |
| 致谢 |
（9）复杂曲面五轴侧铣加工中的刀具路径与尺寸形状优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.3 研究现状与评述 |
| 1.3.1 五轴侧铣加工的刀具包络面建模 |
| 1.3.2 五轴侧铣刀具路径优化 |
| 1.3.3 五轴侧铣加工刀具尺寸优化 |
| 1.3.4 五轴侧铣加工刀具几何形状优化 |
| 1.3.5 自由曲面的直纹面近似 |
| 1.3.6 多行侧铣 |
| 1.4 论文的主要工作和内容安排 |
| 1.4.1 问题描述 |
| 1.4.2 论文主要工作和内容安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 任意回转面刀具的包络面建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 B样条曲线 |
| 2.2.1 B样条基函数的定义和性质 |
| 2.2.2 B样条基函数的导数 |
| 2.2.3 B样条曲线及其导矢 |
| 2.2.4 B样条曲线的全局插值 |
| 2.3 任意回转刀具扫掠形成包络面的解析模型 |
| 2.3.1 空间切削刃曲线的表达式 |
| 2.3.2 切削刃回转面上点的法向矢量 |
| 2.3.3 切削刃回转面上点的速度矢量 |
| 2.3.4 切削刃回转面的解析包络面模型 |
| 2.3.5 包络面解析表达式的分析 |
| 2.4 应用算例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直纹面侧铣加工的刀具尺寸和刀具路径同步优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 包络面与轴迹面的法向映射关系 |
| 3.2.1 法向映射曲面 |
| 3.2.2 圆锥刀具的包络面 |
| 3.2.3 包络面的法向映射点 |
| 3.2.4 反求法向映射点的对应参数 |
| 3.3 法向映射下的有向侧铣误差 |
| 3.3.1 有向侧铣误差 |
| 3.3.2 线面求交 |
| 3.4 圆锥刀具尺寸与路径整体优化的原理与方法 |
| 3.4.1 算法的基本思想 |
| 3.4.2 优化模型的建立 |
| 3.4.3 优化模型的求解 |
| 3.4.4 算法流程 |
| 3.5 应用算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 五轴侧铣中旋转双曲面刀具的形状优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 正则参数曲面的微分几何性质 |
| 4.2.1 正则参数曲面 |
| 4.2.2 正则参数曲面的第一、第二基本形 |
| 4.2.3 法曲率、主曲率及其关系 |
| 4.2.4 曲面上点的分类 |
| 4.3 双曲刀具侧铣研究 |
| 4.3.1 旋转双曲面的定义 |
| 4.3.2 旋转双曲面的微分几何性质 |
| 4.3.3 双曲刀具可侧铣曲面的性质 |
| 4.3.4 含负主曲率的曲面 |
| 4.4 双曲刀具侧铣加工的形状优化 |
| 4.4.1 算法的基本思想 |
| 4.4.2 优化模型的建立与求解 |
| 4.5 应用算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 五轴侧铣中任意旋转面刀具的形状优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 任意旋转面刀具形状优化的基本原理 |
| 5.3 旋转面及其性质 |
| 5.3.1 一般旋转刀具曲面 |
| 5.3.2 旋转刀具曲面的微分几何性质 |
| 5.4 侧铣误差 |
| 5.5 刀具形状优化的模型与算法 |
| 5.5.1 算法的基本思想 |
| 5.5.2 优化模型的建立 |
| 5.5.3 优化模型的求解 |
| 5.5.4 初始刀位和初始解 |
| 5.5.5 算法流程 |
| 5.6 应用算例 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A:非直纹面的控制顶点 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）面向复杂曲面加工的NURBS曲线逼近及插补算法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 复杂曲面加工中自由曲线逼近理论研究现状 |
| 1.2.2 复杂曲面加工中自由曲线插补算法研究现状 |
| 1.3 研究内容与研究意义 |
| 1.4 本文的组织框架 |
| 第2章 复杂曲面断面轮廓特征点提取与NURBS逼近 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 NURBS曲线逼近理论简介 |
| 2.3 基于离散曲率分析的特征点提取 |
| 2.3.1 点列离散曲率计算方法 |
| 2.3.2 抗噪声点干扰的特征点提取方法 |
| 2.4 压缩控制顶点数量的NURBS曲线逼近方法 |
| 2.4.1 基于误差控制自适应递补插值点构造初始曲线 |
| 2.4.2 采用改进粒子群算法调整控制顶点生成逼近曲线 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变权重的复杂曲面加工双NURBS刀具路径生成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刀具中心点NURBS曲线生成方法 |
| 3.3 刀轴点NURBS曲线生成方法 |
| 3.3.1 等权重法及其逼近精度分析 |
| 3.3.2 考虑变权重的刀轴点NURBS曲线逼近优化模型 |
| 3.3.3 基于改进协同进化遗传算法生成刀轴点曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 NURBS曲线的高速高效插补算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NURBS曲线自适应预插补 |
| 4.3 NURBS曲线插补速度规划 |
| 4.3.1 NURBS曲线插补加减速算法简介 |
| 4.3.2 传统S型曲线加减速算法分析 |
| 4.3.3 基于曲率约束的改进S型加减速控制方法 |
| 4.4 NURBS曲线插补参数计算 |
| 4.4.1 传统二阶泰勒展开法计算插补参数 |
| 4.4.2 泰勒展开法运算量及计算精度分析 |
| 4.4.3 带参数Steffensen型迭代式计算插补参数 |
| 4.5 复杂曲面双NURBS刀具路径高精度插补方法 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 复杂曲面断面轮廓与刀具路径的逼近及插补实例 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 断面轮廓与刀具路径的NURBS逼近实例 |
| 5.2.1 叶片断面轮廓NURBS逼近曲线生成与算法对比分析 |
| 5.2.2 叶片加工刀具路径的双NURBS曲线生成与算法对比分析 |
| 5.3 断面轮廓与刀具路径的NURBS插补实例 |
| 5.3.1 经典测试样例的NURBS插补算法对比分析 |
| 5.3.2 断面轮廓与刀具路径逼近曲线的插补结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、基于离散数据的汽轮机叶片荒加工的研究（论文参考文献）
- [1]汽轮机隔板装配质量控制及知识图谱构建[D]. 张威龙. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]复杂曲面机器人抛磨系统搭建与抛磨力控制方法研究[D]. 郝晓伟. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]基于点云数据的复杂曲面重构和焊缝打磨轨迹规划[D]. 王向飞. 上海交通大学, 2020(09)
- [4]曲率急变曲面五轴加工刀矢运动规划关键技术研究[D]. 秦纪云. 大连理工大学, 2018(02)
- [5]重型燃气轮机涡轮盘榫槽拉削机理与拉刀研制试验研究[D]. 刘志强. 上海交通大学, 2018
- [6]叶片自由曲面重构技术研究[D]. 何申伟. 吉林大学, 2018(01)
- [7]汽轮发电机风叶叶片的数控模拟加工[J]. 王榜,杨勇,黄悦峰,张启鹏,朱婉莹. 装备制造技术, 2018(01)
- [8]基于NURBS截面的STL模型参数化重构技术研究[D]. 明伟. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]复杂曲面五轴侧铣加工中的刀具路径与尺寸形状优化[D]. 余亮. 上海交通大学, 2017
- [10]面向复杂曲面加工的NURBS曲线逼近及插补算法研究[D]. 魏栋. 浙江大学, 2017(06)