叶片建模技术及相关算法研究

admin · 发表于 2022-8-1 09:36:48

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提高发动机叶片的加工效率一直是机械加工领域的重点研究方向。基于环形刀的曲面加工方法以增大加工行宽为手段，减少了叶片曲面的加工时间，显著提高了加工效率。但该方法对曲面的光顺性要求较高，如果曲面存在凹坑、凸包或曲率波动等不光顺的现象，则会造成刀轨迹生成失败或者加工行宽较窄等题目。使用现有三维CAD软件(如UG)对叶片曲面做光顺处理，结果不能很好的满足算法要求。为此，研究叶片曲面的造型与光顺方法具有重要意义。本文总结和分析了叶片曲面的建模方法，基于环形刀的叶片曲面加工方法以及现有曲线曲面的光顺方法。在此基础上，对叶片建模技术及相关算法进行了研究。论文主要内容如下：1. 分析了UG软件的曲线曲面造型功能和曲线曲面分析功能，找出了软件目前存在的题目。对当前的曲线曲面光顺技术和光顺性检查方法作了总结。2. 实现了叶片建模系统的相关几何算法，包括：进、排气边过渡曲线的构造算法，进、排气边曲面的构造算法，叶盆叶背曲面的切割算法等。3. 根据叶片的设计、加工、检验方法，结合五坐标加工端点误差控制刀位优化算法，开发了面向环形刀加工的曲面光顺性检查工具，提出了曲线光顺目标函数。使用本方法光顺某航空发动机叶片曲面，以加工行宽为衡量标准，验证了方法的有效性。4. 论述了基于PDE的曲面光顺方法，包括：分析了三角网格光顺的相关经典算法，介绍了离散PDE光顺网格的相关技术，在此基础上实现了基于离散PDE的曲面光顺算法。使用该方法光顺带噪音的平面网格和柱面网格,验证了算法的有效性。最后使用本方法光顺了某航空发动机叶片曲面。本文以C,C++作为开发语言，以VI.DLL(OpenGL封装库)和GP.DLL(几何计算平台)作为支撑动态库来进行CAD/CAM系统开发和相关算法的研究。

叶片建模技术及相关算法研究

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