本文關鍵詞：船舶曲面分段外板重構(gòu)及其展開技術(shù)研究

  更多相關文章： 船舶曲面分段外板 曲面重構(gòu) 曲率估算 網(wǎng)格劃分 曲面展開

【摘要】：隨著計算機的發(fā)展,在汽車、航空、造船等工程制造領域中,曲面展開技術(shù)成為毛坯加工尺寸選擇和產(chǎn)品外形設計的重要組成部分。由于船舶制造規(guī)范需要將船進行分段加工,因而船舶曲面分段外板加工過程的自動化成為當前船舶行業(yè)的熱點問題�，F(xiàn)有船廠的水火加工技術(shù)還不能實現(xiàn)鋼板的一次成形,如果可以為船舶曲面分段外板加工提供準確有效的數(shù)據(jù),對于提高船舶曲面分段外板制造過程的工作效率及利用率有著重要作用。其中,計算機輔助設計(CAD)技術(shù)的發(fā)展和先進制造技術(shù)的采用,是實現(xiàn)船舶鋼板自動化加工的重要基礎。本文主要運用圖形學中常用的非均勻B樣條工具進行船舶曲面分段外板的重構(gòu)。對非均勻B樣條曲線兩端控制點邊界條件進行調(diào)整,進行非均勻B樣條曲線及曲面的快速反算,通過擴展后的B樣條曲面實現(xiàn)了船舶曲面分段外板的重構(gòu)。之后在曲面重構(gòu)的基礎上進行曲面網(wǎng)格的劃分,將自適應網(wǎng)格劃分與delaunay三角網(wǎng)格劃分結(jié)合,實現(xiàn)自適應三角網(wǎng)格的劃分。針對船舶曲面分段外板中具有代表性的帆形板與馬鞍形板,通過最小二乘法對重構(gòu)出的參數(shù)化曲面進行高斯曲率的估算,得出曲率云圖,為驗證網(wǎng)格劃分結(jié)果的準確性提供參考,并將自適應網(wǎng)格劃分與常用的多面體網(wǎng)格劃分展開后的面積誤差進行對比分析以驗證自適應劃分效果的實用性。在得到三角網(wǎng)格劃分結(jié)果后,基于三角形網(wǎng)格邊長約束,建立最優(yōu)值求解方程組,調(diào)整展開平面網(wǎng)格中各邊的邊長值,以此得到精確地曲面展開圖形。與船廠應用成熟的三角網(wǎng)格展開方法進行曲面展開的面積變化誤差對比,以此驗證基于邊長約束的展開方法的準確性。
【關鍵詞】：船舶曲面分段外板 曲面重構(gòu) 曲率估算 網(wǎng)格劃分 曲面展開
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U671
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 工程背景及研究意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 曲面重構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 網(wǎng)格劃分國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 曲面展開國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 船舶曲面分段外板重構(gòu)21-32
• 2.1 基于B樣條的船舶曲面分段外板的重構(gòu)21-22
• 2.2 B樣條曲線概述22
• 2.3 三次B樣條曲線算法22-26
• 2.3.1 構(gòu)造非均勻節(jié)點矢量23
• 2.3.2 B樣條基及反算系數(shù)矩陣的構(gòu)建23-25
• 2.3.3 正算與反算25-26
• 2.4 多控制點B樣條插值曲面擴展26-28
• 2.4.1 B樣條曲面26
• 2.4.2 正算B樣條曲面26-27
• 2.4.3 反算B樣條曲面27-28
• 2.5 實例應用28-30
• 2.5.1 曲面分段外板的重構(gòu)28-29
• 2.5.2 B樣條曲面正算29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第3章 船舶曲面分段外板曲率估算32-41
• 3.1 曲率估算預備知識32-34
• 3.2 曲率估算算法34-36
• 3.2.1 Voronoi元方法34-35
• 3.2.2 移動最小二乘法（MLS）35-36
• 3.3 實例應用36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 船舶曲面分段外板網(wǎng)格劃分41-51
• 4.1 Delaunay與曲面細分41-44
• 4.1.1 Delaunay三角網(wǎng)格劃分算法41-42
• 4.1.2 蝶形算法42-43
• 4.1.3 Loop算法43
• 4.1.4 多面體算法43-44
• 4.2 自適應三角網(wǎng)格劃分（ATM）44-47
• 4.2.1 自適應三角網(wǎng)格劃分算法步驟44-45
• 4.2.2 步長選取準則45
• 4.2.3 步長關系調(diào)整45-47
• 4.3 實例應用47-49
• 4.3.1 帆形船板應用實例47-48
• 4.3.2 馬鞍形船板應用實例48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 第5章 船舶曲面分段外板展開51-69
• 5.1 網(wǎng)格映射展開法51-58
• 5.1.1 四邊形網(wǎng)格映射展開51-54
• 5.1.2 三角形網(wǎng)格映射展開54-58
• 5.2 基于邊長約束的曲面優(yōu)化展開58-63
• 5.2.1 基于邊長約束的曲面優(yōu)化展開方法58-59
• 5.2.2 最優(yōu)值求解方程建立59-61
• 5.2.3 求解方程簡化及計算61-63
• 5.3 展開誤差分析63-65
• 5.3.1 一次誤差64
• 5.3.2 二次誤差64-65
• 5.4 展開實例65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-72
• 6.1 工作總結(jié)69-70
• 6.2 工作展望70-72
• 參考文獻72-75
• 在校期間研究成果75-76
• 致謝76

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙明華;蔣祖華;;針對異常的船體曲面分段作業(yè)計劃自動調(diào)整算法[J];上海交通大學學報;2010年03期

2 王勇毅;;曲面分段制造自動化中胎架型值和有關參數(shù)的計算方法[J];造船技術(shù);1979年03期

3 蘇振東;;面向船體曲面分段建造的空間調(diào)度方法研究[J];神州;2013年21期

4 張志英,江志斌,陳強,孫嘉鈞;曲面分段加工的虛擬流水線生產(chǎn)模式及關鍵技術(shù)探討[J];中國造船;2005年03期

5 張志英;李川;李珍;;面向船體曲面分段建造的虛擬流水線生產(chǎn)調(diào)度[J];工業(yè)工程;2010年01期

6 李京生;王愛民;唐承統(tǒng);盧治兵;;基于虛擬流水的船舶曲面分段建造空間調(diào)度方法[J];計算機集成制造系統(tǒng);2014年08期

7 王蕾;張志英;;基于規(guī)則的船體曲面分段空間調(diào)度方法[J];上海交通大學學報;2009年11期

8 譚慧娟;丁宇翔;蔣志勇;王岳;;曲面分段車間作業(yè)排程仿真優(yōu)化[J];船舶工程;2014年02期

9 韓文民;季永勝;葉濤鋒;田波;;基于虛擬流水線的船舶曲面分段建造調(diào)度研究[J];現(xiàn)代制造工程;2012年10期

10 郭會平;趙虹;;船體曲面分段精度控制體系研究[J];中國水運(下半月);2013年03期

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1 記者 石玉平;創(chuàng)新發(fā)展我國船舶焊接技術(shù)[N];中國船舶報;2014年

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1 余勇;船舶曲面分段外板重構(gòu)及其展開技術(shù)研究[D];江蘇科技大學;2016年

2 王蕾;面向船體曲面分段建造的空間調(diào)度方法研究[D];上海交通大學;2009年

3 趙明華;面向船體曲面分段建造的空間調(diào)度及調(diào)整算法研究[D];上海交通大學;2010年

4 季永勝;船舶曲面分段加工虛擬流水線生產(chǎn)組織問題研究[D];江蘇科技大學;2012年

5 郭會平;船體曲面分段建造過程中的精度控制研究[D];江蘇科技大學;2013年

6 譚慧娟;曲面分段建造作業(yè)計劃仿真與優(yōu)化[D];江蘇科技大學;2014年

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本文編號：1012844