薄壁回轉(zhuǎn)體幾何尺寸測量的數(shù)據(jù)可視化研究.pdf

1、某種薄壁回轉(zhuǎn)體零件是高速飛行器的關(guān)鍵部件，其制造精度是影響高速飛行器性能的直接因素。對薄壁回轉(zhuǎn)體的外廓形、壁厚等幾何參數(shù)進(jìn)行精密測量是檢驗(yàn)其制造精度的有效手段。此類三維復(fù)雜曲面的薄壁回轉(zhuǎn)體零件，深徑比大，對幾何參數(shù)的測量精度要求高(微米級(jí))，現(xiàn)有的測量設(shè)備和測量技術(shù)在精度和效率上都無法滿足高性能薄壁回轉(zhuǎn)體零件的研制需求，因此本課題組研發(fā)了高精度、高效率的薄壁回轉(zhuǎn)體幾何尺寸檢測設(shè)備。本文就該設(shè)備檢測數(shù)據(jù)可視化的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、方法與技術(shù)、軟件編

2、程實(shí)現(xiàn)等方面展開研究。 針對薄壁回轉(zhuǎn)體幾何形狀特點(diǎn)以及幾何尺寸測量精度要求，闡述了薄壁回轉(zhuǎn)體外廓形和幾何厚度測量原理，以及“一次裝夾、兩種測量、三軸聯(lián)動(dòng)”的總體設(shè)計(jì)方案。分析總結(jié)了數(shù)據(jù)可視化的曲線、曲面重構(gòu)技術(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。對本論文研究的測量數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將要運(yùn)用的NURBS曲面重構(gòu)、三次樣條擬合和插值算法等數(shù)學(xué)方法，進(jìn)行了詳盡的表述和分析，為實(shí)現(xiàn)薄壁回轉(zhuǎn)體測量數(shù)據(jù)的可視化作了重要鋪墊。 提出了一種薄壁回轉(zhuǎn)體外廓型面數(shù)據(jù)可視

3、化描述的NURBS曲面反求算法。根據(jù)該檢測設(shè)備測得的外廓形數(shù)據(jù)，利用曲面型值點(diǎn)反求NURBS曲面控制點(diǎn)算法，并對節(jié)點(diǎn)矢量計(jì)算及邊界條件構(gòu)造進(jìn)行了初步研究，給出了此種薄壁回轉(zhuǎn)體外廓型面NURBS表達(dá)方法。 研究了基于三次樣條曲線擬合及插值算法的壁厚測量數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。針對壁厚區(qū)域檢測方式得到的數(shù)據(jù)，利用三次樣條擬合測量母線，并采用插值算法計(jì)算測量區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)、壁厚等數(shù)據(jù)，構(gòu)建壁厚測量區(qū)域曲面。 開發(fā)了測量數(shù)據(jù)可視化軟件系