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《大连理工大学》 2010年
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基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术

魏伟力  
【摘要】: 航空航天、运载等领域的高速发展,对航天大型复杂曲面零件的精密加工制备提出了更高的精度要求。这些航天大型复杂曲面零件的精密加工不仅需要满足几何尺寸设计要求,更要高可靠性的满足动力、透波、传热等性能要求。传统的复杂曲面精密加工理论与技术已无法满足以上要求,因此,必须展开对多源约束面形再设计类复杂曲面零件的精密加工原理与技术的深入研究。基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术,是多源约束类复杂曲面零件加工原理与技术的重要组成部分,是实现该类零件精密加工以及数据可视化研究的重要基础。 本文以课题团队对航天大型复杂曲面零件精密加工原理与技术的分析研究基础上构建的几何约束面形唯一类精密复杂曲面零件和多源约束面形再设计类复杂曲面零件的分类体系为基础,结合微分几何相关理论,对多源约束面形再设计类复杂曲面零件的精密加工分析策略进行了深入研究,并结合实例,运用提出的基于约束源的分析策略,对共底构件蜂窝型面的几何约束与性能要求进行分析,确定以保证性能要求为目标的蜂窝目标曲面再设计建模与精加工工艺规程及测量规划方案。 同时,对复杂曲面建模的理论方法及数据预处理技术进行了深入研究,结合曲面模型再设计特点,研究了B样条曲线曲面局部修改的相关理论,以Matlab7.0、OpenGL为工具,在VC++6.0平台上开发了相关的三维建模可视化程序及数据预处理程序。 最后,利用有限元法对配对上底进行焊接变形仿真试验,根据仿真数据对以保证性能要求为目标的曲面再设计建模方法进行了验证,并结合以上理论利用局部实测数据进行了建模仿真,实现了下底蜂窝目标曲面的曲面再设计重建,使下底蜂窝的最终理想形面与配对上底内廓面紧密贴合,保证结构体的防脱粘性能要求。 本文的研究工作,将为后续课题内容的展开提供理论基础与参考。
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