为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误差分析。基于实例,探究型值点、首末端切矢以及切矢模长的选取对重构齿面拟合误差的影响。重构后的齿面拟合误差在mm的数量级,满足工程使用要求。此三维实体模型构建方法的提出为针对该齿轮的RTCA及LTCA的研究奠定了一定的基础。

用各向异性模型定义NURBS曲线的变形能,基于所提出的变形能模型,用有限元法对NURBS曲线表达的设计边界进行模态计算,然后,将设计边界用模态向量的线性组合参数化表示.将这种基于边界特征向量的几何形状表示方法应用于优化参数定义,提出了一种适用于结构形状优化的自适应几何精化方法,它有效地将p型有限元分析、优化方法和设计边界的形状表达集成在一起.

为了对曲面零件的加工精度进行高精度检测,提出一种形状公差评定的新方法--基于CAD模型的NURBS形状公差评定.实现了各种标准解析曲面和自由曲面形状加工精度统一地高精度检测 .采用NURBS统一的表达式精确地表示各种标准解析曲面和自由曲面;利用NURBS统一的表达式研究CMM测量点云和名义CAD模型统一的最佳匹配算法;比较测量点云和名义CAD模型的法向偏移量即曲面形状误差,且用图形直观显示.最后进行计算机仿真实验,实例验证算法可行性.

研究了基于NURBS的形位公差装配成功率的计算方法.阐述了利用统计方法获得模拟加工表面采样点和NURBS曲面插值构造加工表面;研究模拟检测过程来估算装配成功率的方法;就不同公差原则对装配成功率的计算展开了讨论.

本文在NX CAM平台上，针对汽车转向节锻模具有不规则曲面和飞边的特点，分析了相应的高速铣削流程与走刀策略，并使用自动编程功能优化了切削方式、刀具轨迹等工艺参数，最后采用误差小、精度高的NURBS插补方法简化了NC加工程序代码，提高了模具的加工的质量和效率。

为提高液力变矩器的性能,采用非均匀有理B样条(NURBS)对导叶关键截面和叶形进行参数化表达,结合正交试验的方法,按照L16(4~5正交表,设计出16种导轮分别与同款变矩器叶轮装配。通过Fluent提供的Realizable k-ε湍流模型、SIMPLEC算法,对液力变矩器进行全流道数值计算,从而获得16组设计方案的最高效率及失速变矩比。通过正交试验法结合极差分析分析了导轮叶形参数对失速变矩比及最高效率的影响规律,同时找出影响变矩器外特性的主、次要因素,结果显示叶片卷曲角、叶片进口安放角、叶片出口安放角对外特性影响较大,并综合提出了性能较优的导轮设计方案。最后由样机试验结果表明优化方案在额定工况下的最高效率及失速变矩比与试验结果基本吻合,且均超过国内同类产品。体现了NURBS在液力变矩器设计方面的重要作用,同时为液力变矩器的优化提供了依...

根据电火花线切割与数控加工的特点,设计并开发了一种开放式电火花线切割数控系统,使得开放式体系结构控制(OAC)能够应用于电火花线切割。电火花线切割机床与数控铣床在进给运动方面相似,但在控制策略上存在差异。为了解决OAC与电火花线切割之间的不兼容问题,提出了一种由同步内核和数控功能模块组成的电火花线切割开放式数控模型;设计了一种精确的非均匀有理B样条插值函数,将其应用于现有的商业电火花线切割系统中,并在该系统中加入一个非均匀有理B样条插值器,进行了系统功能的集成测试。试验结果验证了上述方法的有效性。

针对某燃机叶片叶型部分形状复杂和轮廓度精度要求高的特点,提出了一种基于熔融沉积技术的燃机叶片快速熔模铸造方法,通过基于NURBS曲线的分层截面生成算法对燃机叶片STL(stereolithography)模型进行分层,提高燃机叶片模样的轮廓度精度,制订了燃机叶片快速熔模铸造工艺流程,采用三坐标测量机对燃机叶片铸件进行测量,对其两个关键截面进行型线轮廓度偏差分析与评价,结果表明:基于熔融沉积技术的快速熔模铸造燃机叶片铸件在轮廓精度方面满足要求,快速熔模铸造工艺流程合理、可行。

提出基于啮合线法和NURBS曲线的螺杆转子型线设计方法。在啮合线法求转子型线过程中,结合龙贝格求积公式,求解NURBS曲线的包络条件,实现只由控制点、权因子和节点矢量决定的整段式的NURBS曲线啮合线的反向设计。通过该方法得到误差在0.5μm以内的复盛型线,验证了利用NURBS曲线进行螺杆转子反向设计的可行性。并利用NURBS曲线的局部修改性对型线进行性能优化,使转子的泄露三角形面积减少了5%,面积利用系数上升了1%。为双螺杆压缩机转子型线优化设计提供了一种理论和方法。

汽轮机叶片形状复杂,其表面为扭曲的变截面曲面,对汽轮机叶片进行精确的几何造型及数控加工对保证叶片加工质量十分重要。基于NURBS建模理论,借助MATLAB软件建立了汽轮机叶片的几何模型,利用UG软件对生成的汽轮机叶片进行了数控加工轨迹生成和仿真分析。结果表明该方法可以有效地对叶片进行加工处理,对工业生产具有一定的指导作用。