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《华北电力大学》 2011年
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基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究

乐英  
【摘要】:汽轮机叶片是汽轮机的关键部件,它的设计制造水平是衡量汽轮机技术的主要指标之一。为了提高汽轮机的级效率,叶片型面形状日趋复杂,加工工艺方法不断更新,叶片加工要求严格。由于叶片加工精度和质量直接影响到机组的运行效率和安全可靠性,因此如何提高汽轮机叶片加工精度和效率一直是国内外学者研究的重要课题。 汽轮机叶片型面形状复杂,既包含了二次曲线,又包含了自由曲线。在对曲面重构方法深入研究的基础上,推导出3×3次NURBS曲面和2×3次NURBS曲面的矩阵表达式,并建立了基于3×3次NURBS曲面和2×3次NURBS曲面的汽轮机叶片的数学模型,实现了叶片曲面数字化表示,并对汽轮机叶片曲面拟合误差进行了计算分析。 为了提高叶片的加工精度和加工效率,对基于冗余误差的NURBS曲线直接插补算法、恒进给速度插补算法、等弓高插补算法和控制弓高误差自动进给速度插补算法从加工精度、进给速度、插补时间以及加速度等几个方面进行了分析比较,并将这几种插补算法应用于汽轮机叶片。分析结果表明汽轮机叶片型面采用基于冗余误差的NURBS曲线直接插补算法,改善了加工叶盆、叶背等大曲率半径型面时误差过度冗余的问题,并且叶片前后缘弓高误差不超差,保证了叶片加工精度,提高了叶片的加工效率。 根据汽轮机叶片型面特点,采用等参数线法计算加工行距、用基于冗余误差的插补算法计算走刀步长,选择合理的刀具姿态、刀具尺寸并对加工参数进行了优化,提高了叶片的加工精度和效率。 建立叶片三维实体模型,利用Cimatron软件对叶片数控加工过程进行仿真,生成叶片NC加工代码,利用加工中心完成叶片型面的加工。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK263.3;TP391.7

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐志洋;张平;;基于十字链叉的NURBS曲面插补算法及仿真分析[J];机电工程;2012年09期
2 赵忠华;商潇潇;;基于NURBS曲线的非圆曲线数控插补算法研究[J];机械工程与自动化;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王树强;光滑内螺旋曲面非典型成形铣削理论与应用技术研究[D];沈阳工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 范基正;LED Molding机整机控制系统结构研究[D];华南理工大学;2012年
2 廖安文;汽轮机叶片加减速插补及刀补算法研究[D];华北电力大学;2012年
3 尹楠;基于单目视觉及主动激光标记的空间曲面重构方法研究[D];扬州大学;2012年
4 盛晟;汽轮机叶片在线检测关键技术研究[D];兰州理工大学;2013年
5 肖强;复杂曲面数控加工刀具轨迹生成的研究[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 张伟红;王家正;;隐参数曲线的正则性条件[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年02期
9 王立新;李国伟;陈琰;;球头刀铣削屏凸模表面运动轨迹优选的实验研究[J];安阳工学院学报;2006年04期
10 何新英;刘晓红;;高职高专数控专业教学改革初探[J];安阳工学院学报;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张洋;岳东杰;朱邦彦;;基于B样条曲面拟合的文物表面重建方法研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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5 刘日明;陈映秋;;基于B样条面元法的有限水深浮体水动力计算[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
6 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
7 童伟;申戈琍;;数控铣削加工走刀方式的研究[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
8 蒋国兴;黄明吉;滕向阳;贾志新;;数控雕刻中交线加工刀具轨迹生成算法研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
9 潘荣江;孟祥旭;杨承磊;王锐;;旋转体的几何特征提取方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
10 张吉春;王金梅;;经纬仪测量系统数据处理的实现方法[A];吉林省测绘学会2008年学术年会论文集(下)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
2 张丽哲;经编针织物的计算机三维仿真[D];江南大学;2010年
3 周联;曲线曲面造型中的三类几何逼近[D];浙江大学;2010年
4 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
5 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
6 胡楚雄;基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究[D];浙江大学;2010年
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8 耿玉磊;基于系列模板耦合的三维服装款式创意设计方法研究[D];浙江大学;2010年
9 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
10 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 师晶;一类三次代数曲线的插值和逼近[D];南昌航空大学;2010年
2 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 张辉;随机样条函数研究[D];辽宁师范大学;2010年
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7 胡宇龙;自由节曲线非圆齿轮引纬机构运动学反求设计与试验[D];浙江理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付萍;薛定宇;林明秀;徐心和;;基于单目视觉的多车辆跟踪方法研究[J];兵工学报;2007年08期
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4 张继龙,甄蜀春,曹鹏,姚广锋;实验数据的曲线拟合方法及其应用[J];测试技术学报;2003年03期
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8 李小平,喻道远,汤漾平,段正澄;自由曲面平头立铣刀五轴数控加工轨迹的计算方法[J];锻压机械;2000年01期
9 赵雁;王志乾;耿天文;;激光光斑边缘提取算法应用研究[J];电子测量技术;2011年01期
10 刘利刚 ,王国瑾;基于球面三角网格逼近的等距曲面逼近算法[J];工程图学学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 迟立东;NURBS原理及其在造型中的应用研究[D];西北工业大学;2001年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 赵金;万淑云;孙晓鹏;王离九;;交流伺服系统基于滑模变结构理论的控制方案综述[J];电气传动;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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6 杜建红;张红兵;况定科;;基于反求工程的复杂曲面产品CAD/CAM研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 李世武;佟金;张书军;陈秉聪;;基于逆向工程的牛蹄三维几何模型曲面重构[A];中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
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1 徐亚静;可视化中药揭秘[N];中国医药报;2004年
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4 朱云;2001年3D显示芯片技术与市场展望[N];电脑报;2001年
5 李永波;用3dsmax做仿古花瓶[N];中国电脑教育报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
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2 赵岩;反向工程中曲面重建的几何连续性研究[D];大连理工大学;2002年
3 张代治;串-并混联研抛机床的运动与控制研究[D];吉林大学;2005年
4 于丕强;NURBS曲面重构中的几何连续性问题[D];大连理工大学;2002年
5 梁武科;水轮机优化设计与运行可靠性问题研究[D];西安理工大学;2006年
6 张明霞;基于NURBS曲面的船舶破舱稳性计算方法研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浩;NURBS曲面间的最短距离[D];南京航空航天大学;2002年
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3 马春玲;三角网格自动生成算法的研究与实现[D];北京工业大学;2000年
4 黄河清;NURBS曲面逆向造型关键算法的研究与应用[D];西北工业大学;2004年
5 骆国强;应用TDIE法计算NURBS曲面的时域散射场[D];西北工业大学;2003年
6 赵前进;几何设计与计算中的几个问题的研究[D];合肥工业大学;2002年
7 程飞;几何纹理技术及应用的研究[D];合肥工业大学;2006年
8 杨火根;任意拓扑类型的G~1光滑NURBS曲面构造[D];吉林大学;2006年
9 饶洁屏;细分曲面与经典样条曲面的融合[D];南京航空航天大学;2005年
10 朱海军;复杂曲面反求技术的研究[D];南京理工大学;2005年
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