復雜環(huán)形鍛件如航空發(fā)動機渦輪機匣、核電桶錐、壓力容器法蘭環(huán)等是重型裝備重要的連接與承載部件,在風電、核電、航空航天、石油石化裝備等機械制造領域中應用廣泛。在軋制過程中,復雜環(huán)形鍛件外形輪廓自由曲面特征決定了環(huán)形鍛件關鍵部位的形狀和幾何尺寸,是判斷環(huán)形鍛件鍛成品是否達到軋制工藝要求變形量和質量的重要依據(jù)。準確識別復雜環(huán)形鍛件軋制過程中環(huán)形鍛件的外形輪廓特征信息,對于改善復雜環(huán)形鍛件的內部成形質量、提高鍛件環(huán)軋技術水平及效率具有極其重要的意義。本文針對自由曲面特征提取方法中存在的未充分利用點云數(shù)據(jù)內在關聯(lián)問題;幾何變換下的曲面點云坐標易發(fā)生漂移、擁擠問題;自由曲面模型片面化、離散化問題展開研究,旨在探索準確、高效的復雜環(huán)形鍛件軋制過程中外形輪廓自由曲面特征提取方法,為保證環(huán)形鍛件的成形質量、提高其生產(chǎn)效率及市場競爭力提供保障。具體研究工作如下:首先,基于復雜環(huán)形鍛件生產(chǎn)實際工況和點云數(shù)據(jù)結構特點,提出原始采樣點云信息的消噪及動態(tài)偏差跟蹤補償方法,構建復雜環(huán)形鍛件外形輪廓點云數(shù)據(jù)。針對曲面重構過程中未能兼顧點云數(shù)據(jù)間局部鄰域與全局關聯(lián)關系問題,基于拓撲學理論,通過研究點云數(shù)據(jù)的幾何特征及內蘊... 

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 自由曲面概述
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于點云幾何屬性分析的自由曲面特征識別方法
        1.3.2 基于點云網(wǎng)格拓撲結構分析的自由曲面特征識別方法
        1.3.3 基于點云鄰域關聯(lián)分析的自由曲面特征識別方法
    1.4 點云特征提取方法亟待解決的問題
    1.5 本文的主要研究內容
第2章 復雜環(huán)形鍛件點云數(shù)據(jù)的構建
    2.1 引言
    2.2 復雜環(huán)形鍛件點云數(shù)據(jù)的獲取
    2.3 基于卡爾曼時分復用濾波的復雜環(huán)形鍛件點云動態(tài)偏差跟蹤研究
    2.4 基于參數(shù)三次埃爾米特插值的復雜環(huán)形鍛件點云偏差補償研究
    2.5 本章小結
第3章 復雜環(huán)形鍛件自由曲面的拓撲同胚變換模型建立
    3.1 引言
    3.2 復雜環(huán)形鍛件基于流形的拓撲自由曲面構建
        3.2.1 復雜環(huán)形鍛件點云信息拓撲空間的構建
        3.2.2 復雜環(huán)形鍛件拓撲自由曲面構建
        3.2.3 復雜環(huán)形鍛件拓撲自由曲面流形研究
    3.3 復雜環(huán)形鍛件拓撲自由曲面同胚映射構建
    3.4 復雜環(huán)形鍛件同胚變換自由曲面拓撲性質的研究
        3.4.1 拓撲變換自由曲面光滑性分析
        3.4.2 同胚變換自由曲面定向性分析
    3.5 本章小結
第4章 復雜環(huán)形鍛件自由曲面的拓撲同胚變換特征提取
    4.1 引言
    4.2 拓撲同胚變換自由曲面切叢模型構建
    4.3 拓撲同胚變換自由曲面切叢模型曲率和極值研究
    4.4 拓撲同胚變換自由曲面特征點識別研究
    4.5 本章小結
第5章 復雜環(huán)形鍛件自由曲面特征提取方法的實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗裝置與對象
    5.3 復雜環(huán)形鍛件自由曲面特征提取實驗過程
    5.4 復雜環(huán)形鍛件自由曲面特征提取實驗對比與分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3668472