自由曲面測(cè)量采樣策略及輪廓度誤差評(píng)定算法研究.pdf

1、在航空航天、造船及汽車工業(yè)等領(lǐng)域,許多重要的零部件往往由高精度復(fù)雜型面構(gòu)成,這些部件對(duì)整個(gè)設(shè)備的壽命和安全性起著重要作用,所以自由曲面在工程實(shí)際中扮演著越來越重要的角色,由于自由曲面的加工過程復(fù)雜,加工成本高,所以對(duì)其誤差的檢測(cè)過程有著更高的要求,本文主要對(duì)自由曲面采樣點(diǎn)自適應(yīng)分布算法、曲面輪廓度公差數(shù)學(xué)定義、誤差評(píng)定模型及算法進(jìn)行研究。
　　本文首先對(duì)自由曲面測(cè)量點(diǎn)分布問題進(jìn)行了研究,提出了基于質(zhì)心Voronoi結(jié)構(gòu)(CVT)的

2、自由曲面布點(diǎn)策略,分析了自由曲線曲面的曲率函數(shù),借鑒了CVT網(wǎng)格規(guī)劃的技巧,將改進(jìn)的曲率函數(shù)作為生成CVT中的密度函數(shù),并以能量泛函值作為算法結(jié)束的準(zhǔn)則。實(shí)現(xiàn)了采樣點(diǎn)的自適應(yīng)分布,該方法可以使測(cè)量點(diǎn)隨曲率變化自適應(yīng)分布,可以全面反映曲面的質(zhì)量信息。
　　其次本文分析了ASME14.5.1M_1994中對(duì)自由曲面輪廓度公差的語義描述,通過推導(dǎo)出空間中一點(diǎn)到曲面的距離函數(shù),給出了輪廓度公差的數(shù)學(xué)定義,在其基礎(chǔ)上,將剛體運(yùn)動(dòng)—旋轉(zhuǎn)平移運(yùn)

3、動(dòng)嵌入進(jìn)距離函數(shù)中,結(jié)合公差數(shù)學(xué)定義推導(dǎo)出了點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)曲面的距離函數(shù),并在此基礎(chǔ)上建立了輪廓度誤差評(píng)定模型,通過差分進(jìn)化與單純形相結(jié)合的算法,對(duì)模型進(jìn)行了優(yōu)化,得到了基于最小區(qū)域原則下的自由曲面輪廓度誤差值。
　　最后利用仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)上述算法進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證。對(duì)于自由曲面的自適應(yīng)采樣算法,采用多種常用的采樣方法與基于CVT結(jié)構(gòu)的采樣方法進(jìn)行對(duì)比,將用不同方法得到的采樣點(diǎn)用同一種方法擬合,通過比較擬合結(jié)果證實(shí)了本文方法的優(yōu)越性。對(duì)于自由曲