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基于NURBS(非均匀有理B样条)的第三轨端部弯头优化
1
作者 阮杰 钟卓林 +3 位作者 王柄钦 李红梅 徐鸿燕 阎晓晖 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第5期218-225,231,共9页
[目的]为改善靴轨系统端部弯头的碰撞性能、提升受流质量,有必要开展基于NURBS(非均匀有理B样条)的第三轨端部弯头优化研究。[方法]以武汉某地铁线路的端部弯头为例,基于参数化设计及多目标优化理念对其进行优化设计。根据列车运行速度... [目的]为改善靴轨系统端部弯头的碰撞性能、提升受流质量,有必要开展基于NURBS(非均匀有理B样条)的第三轨端部弯头优化研究。[方法]以武汉某地铁线路的端部弯头为例,基于参数化设计及多目标优化理念对其进行优化设计。根据列车运行速度为120 km/h工况下的靴轨系统端部弯头碰撞仿真,确定靴轨系统高速工况受流质量评价指标;通过NURBS建立端部弯头截面拉伸曲线;通过ANSYS参数化设计语言,建立一种曲线型端部弯头有限元模型;以截面拉伸曲线的控制点坐标为设计变量,通过主效应分析选取优化目标,明确设计变量的取值范围;基于NSGA-Ⅱ(非支配排序遗传算法Ⅱ)建立曲线型端部弯头的多目标优化模型,并通过非支配排序法与最小最大后悔值法选取最优解。[结果及结论]根据主效应分析结果,选取入弯碰撞力、出弯碰撞力、总离线时间、最大冲击加速度为优化目标,单次最大离线时间、碰撞次数为约束条件。优化后,靴轨系统的端部弯头受流质量有所改善,当列车运行速度为120 km/h时,总离线时间和单次最大离线时间优化效果显著,分别降低了80.77%和89.96%;入弯碰撞力与出弯碰撞力分别降低了32.26%和44.03%;当列车运行速度为40 km/h、80 km/h时,各项指标均降低了20%以上。 展开更多
关键词 地铁 端部弯头 非均匀有理B样条 多目标优化
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非均匀有理B样条在线拟合高速平滑插补法 被引量：16
2
作者 李方 李迪 黄昕 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期61-65,共5页
针对连续小线段加工平均速度低、路径不连续和振动冲击大等问题,提出了一种基于非均匀有理B样条曲线拟合的小线段平滑实时插补方法.通过分析连续小线段路径的几何特性及加工工艺,提出了连续小线段的相邻段长度比准则和相邻段临界夹角准... 针对连续小线段加工平均速度低、路径不连续和振动冲击大等问题,提出了一种基于非均匀有理B样条曲线拟合的小线段平滑实时插补方法.通过分析连续小线段路径的几何特性及加工工艺,提出了连续小线段的相邻段长度比准则和相邻段临界夹角准则来选择满足要求的数据点集;根据凹凸性准则对可拟合点集分段后拟合为参数曲线,通过直线和参数曲线混合插补实现连续小线段的高速平滑加工.仿真和试验结果表明,该方法能够有效地提高加工速度,减小加工过程中的振动,同时保证加工精度. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 曲线拟合 小线段 高速加工 插补
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非均匀有理B样条曲线的高精度低速度波动插补算法 被引量：7
3
作者 魏栋 张树有 刘晓健 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2215-2223,共9页
为提高非均匀有理B样条曲线的插补精度,降低插补速度波动率,提出一种基于改进S型速度规划及Steffensen型参数计算的插补算法.通过自适应插补得到曲线分段信息,根据曲率信息自适应调整最大加加速度并进行速度精确控制,改进了传统S型速度... 为提高非均匀有理B样条曲线的插补精度,降低插补速度波动率,提出一种基于改进S型速度规划及Steffensen型参数计算的插补算法.通过自适应插补得到曲线分段信息,根据曲率信息自适应调整最大加加速度并进行速度精确控制,改进了传统S型速度规划算法,使得插补处处满足误差约束。采用正反向插补精确确定减速点,并利用带参数Steffensen型方法计算曲线插补参数,避免求导运算,增强插补实时性,有效控制速度波动率.实验结果表明,相对于其他算法,该算法具有更高的插补精度、更低的速度波动率,是高效可行的. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 插补算法 自适应调整 Steffensen型方法
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非均匀有理B样条的挖掘机器人作业过程中自主避障控制 被引量：3
4
作者 钟星 邵辉 +1 位作者 胡伟石 聂卓赟 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期26-33,共8页
为解决挖掘机器人在作业过程中遇到大障碍物时无法及时调整动作的问题,提出一种基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的轨迹规划方法.利用3次NURBS曲线插值实现特定的挖掘曲线,在与大障碍物发生碰撞时,通过调整权重因子改变挖掘机器人的局部... 为解决挖掘机器人在作业过程中遇到大障碍物时无法及时调整动作的问题,提出一种基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的轨迹规划方法.利用3次NURBS曲线插值实现特定的挖掘曲线,在与大障碍物发生碰撞时,通过调整权重因子改变挖掘机器人的局部挖掘轨迹,并且保证轨迹具有良好的平滑性和连续性.仿真实验表明:所提的轨迹规划方法能够实时调整铲斗位姿,进而改变挖掘路径,使挖掘机器人成功避开障碍物,实现自主平滑挖掘. 展开更多
关键词 挖掘机器人 轨迹规划 非均匀有理B样条 避障
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三坐标数控加工的非均匀有理B样条适应性速度进给 被引量：1
5
作者 王宇晗 刘康 李宇昊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期163-167,共5页
针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精... 针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精度;第2种方法把矢高误差限定在了更低的范围内,并且实现了材料去除率的恒定,从而提高了加工质量,延长了刀具的使用寿命. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 计算机数控 插补 矢高误差 材料去除率
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DXF文件中非均匀有理B样条曲线接口的研究 被引量：5
6
作者 倪宁晖 徐兆军 陈有福 《信息技术》 2004年第8期66-68,共3页
由于AutoCAD应用十分广泛,了解它的图形交换文件对于很多行业是很重要的,简要分析了DXF数据文件格式,深入研究了DXF文件中非均匀有理B样条曲线格式,并且给出了读取非均匀有理B样条的算法。
关键词 AUTOCAD 非均匀有理B样条 DXF
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一种针对非均匀有理B样条曲面的碰撞检测算法
7
作者 刘晓东 姚兰 +1 位作者 陶海霞 刘海龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期389-392,397,共5页
提出了一种针对非均匀有理B样条(NURBS)曲面的碰撞检测算法,它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中,通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测.该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点,反算出要插入的节点,再采用节点插入技术将曲面细... 提出了一种针对非均匀有理B样条(NURBS)曲面的碰撞检测算法,它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中,通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测.该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点,反算出要插入的节点,再采用节点插入技术将曲面细分,然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包(FDH)包围盒,以尽早排除不可能碰撞的情况.在到达一定细分层次后,进行曲面之间的距离测试,若距离小于某一阈值,则认为发生碰撞.通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明,所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的物体碰撞检测,在细分层次为5,阈值为0.000 6时,可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性. 展开更多
关键词 碰撞检测 非均匀有理B样条曲面 曲面细分 固定方向凸包
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基于非均匀有理B样条的轻量化船体曲面逼近 被引量：2
8
作者 张彦儒 林焰 +1 位作者 陆丛红 纪卓尚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期169-175,共7页
在数字化船舶设计过程中,基于插值截面线生成的船体曲面控制顶点数过多,不利于后续曲面的光顺和修改;基于非均匀有理B样条截面线生成的曲面,形状不可控.针对上述问题,提出了一种轻量化船体曲面逼近的设计方法.该方法通过对截面线进行2... 在数字化船舶设计过程中,基于插值截面线生成的船体曲面控制顶点数过多,不利于后续曲面的光顺和修改;基于非均匀有理B样条截面线生成的曲面,形状不可控.针对上述问题,提出了一种轻量化船体曲面逼近的设计方法.该方法通过对截面线进行2次逼近,生成船体曲面.在一次逼近中,应用等弦差法对截面线进行离散,得到曲线上的离散数据点;在二次逼近中,以截面线的节点矢量为设计变量,将最小化所有截面线在最小二乘意义上的逼近误差之和作为目标函数,构建截面线优化逼近模型.根据问题的性质,对自适应改变染色体长度的遗传算法进行改进,将该算法应用于模型求解.实船船体曲面逼近和设计算例表明,应用该方法对船体曲面进行逼近设计是可行的,并能满足工程设计要求,同时还可以减少船体曲面设计所需的数据量,为其他复杂曲面的轻量化设计提供参考. 展开更多
关键词 船体曲面 有理截面线 非均匀有理B样条 等弦差 遗传算法
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非均匀有理B样条曲线在工业建模中的优势 被引量：4
9
作者 朱险峰 孙颖莹 《浙江工程学院学报》 2003年第4期270-272,共3页
从工业建模的需求出发,对主流建模手段多边形、NURBS与细分表面进行了对比。NURBS建模手段因在精确性、控制性和系统资源占用率的平衡性最优而确定为最终技术方案,以完成设计与建模任务。
关键词 非均匀有理B样条曲线 NURBS 多边形 细分表面 工业设计 建模方法
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基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺 被引量：8
10
作者 柯映林 李奇敏 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期953-956,1059,共5页
利用非均匀B样条小波的正交性、局部性和振动性,研究基于非均匀B样条小波分解的有理曲线的光顺算法.第一步,通过不同的节点选取方法,实现非均匀有理B样本(non-uniformrationalBspline,NURBS)曲线的小波分解;第二步,通过曲线逼近实现NURB... 利用非均匀B样条小波的正交性、局部性和振动性,研究基于非均匀B样条小波分解的有理曲线的光顺算法.第一步,通过不同的节点选取方法,实现非均匀有理B样本(non-uniformrationalBspline,NURBS)曲线的小波分解;第二步,通过曲线逼近实现NURBS曲线的整体光顺和局部光顺.通过施加约束解决曲线光顺前后端点位置和切矢不变的问题.该算法在反求工程CAD软件RE-SOFT中的实际应用效果表明,基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺算法能够有效地去除曲线上的坏点,改善曲线的品质. 展开更多
关键词 小波 非均匀有理B样条曲线 曲线光顺
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基于等几何样条有限元法的二维弹性力学问题研究
11
作者 刘树勇 陈家兴 +1 位作者 苏攀 向家伟 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期62-68,共7页
针对传统几何有限元形函数不具有插值特性,分析单元难以直接施加本质边界条件的问题,提出了一种分析等几何样条有限元法。应用非均匀有理B样条和均匀B样条分别进行插值,构造几何精确的有限单元并引入转换矩阵,在物理场中构造了具有插值... 针对传统几何有限元形函数不具有插值特性,分析单元难以直接施加本质边界条件的问题,提出了一种分析等几何样条有限元法。应用非均匀有理B样条和均匀B样条分别进行插值,构造几何精确的有限单元并引入转换矩阵,在物理场中构造了具有插值特性的形函数。算例分析表明:相比于常规的有限元方法,该方法无需网格细分,几何离散误差小,能将本质边界条件直接施加到分析单元上,从而在较少自由度下获得较高精度效果。 展开更多
关键词 等几何样条有限元法 均匀B样条 非均匀有理B样条 弹性力学问题
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低速翼型的参数化拟合与优化分析
12
作者 黄忠文 赵匡延 +1 位作者 郭时敏 徐钦旭 《数字技术与应用》 2025年第1期161-163,共3页
针对前缘不对称的低速翼型,采用曲率连续前缘直接参数化翼型前缘,结合非均匀有理B样条拟合的非前缘部分,提高连接的光顺性和整体拟合精度。同时,针对优化角度提出了4种优化方案,其中3种优化方案与攻角有关。结果表明,参数化拟合的精度... 针对前缘不对称的低速翼型,采用曲率连续前缘直接参数化翼型前缘,结合非均匀有理B样条拟合的非前缘部分,提高连接的光顺性和整体拟合精度。同时,针对优化角度提出了4种优化方案,其中3种优化方案与攻角有关。结果表明,参数化拟合的精度得到了提高,降低了翼型设计的难度,为低速翼型外形优化提供了依据。 展开更多
关键词 低速翼型 非均匀有理B样条 翼型设计 曲率连续 外形优化 光顺性 参数化 拟合精度
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基于NURBS的船体与桥墩间水动干扰力及力矩的非定常计算(英文) 被引量：3
13
作者 张晓兔 滕斌 +1 位作者 刘祖源 张乐文 《船舶力学》 EI 2003年第6期47-53,共7页
本文在一些假设下完成了船体与桥墩之间水动干扰力及力矩的数值计算工作,所采用的方法是基于非均匀有理B样条(NURBS)的三维Rankine源边界元法,即将船体、桥墩的几何形状以及流场中待求的物理量分布完全表达成NURBS的形式。给出了船体通... 本文在一些假设下完成了船体与桥墩之间水动干扰力及力矩的数值计算工作,所采用的方法是基于非均匀有理B样条(NURBS)的三维Rankine源边界元法,即将船体、桥墩的几何形状以及流场中待求的物理量分布完全表达成NURBS的形式。给出了船体通过圆柱形桥墩时的水动干扰力及力矩的数值计算结果,并进行了一些分析。 展开更多
关键词 NURBS 船体 桥墩 水动干扰 力矩 非定常计算 非均匀有理B样条 边界元法
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一种计算非线性兴波阻力的基于NURBS的高阶面元法(英文) 被引量：4
14
作者 王虎 邹早建 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第3期331-337,共7页
文章开发了一种用于求解非线性兴波阻力问题的基于非均匀有理B样条(NURBS)的高阶面元法。该方法采用NURBS基函数表达物面几何和边界面上的源强分布。为了满足非线性自由面边界条件,开发了一个迭代算法;辐射条件通过采用网格错位的数值... 文章开发了一种用于求解非线性兴波阻力问题的基于非均匀有理B样条(NURBS)的高阶面元法。该方法采用NURBS基函数表达物面几何和边界面上的源强分布。为了满足非线性自由面边界条件,开发了一个迭代算法;辐射条件通过采用网格错位的数值技术得到满足。以Wigley数学船型为例,在一系列的船速下计算了非线性兴波阻力。数值结果表明所提出的方法对于计算兴波阻力是精确和有效的。 展开更多
关键词 兴波阻力 非均匀有理B样条 RANKINE源 高阶面元法
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一种基于端点非插值性的NURBS曲面重构方法 被引量：2
15
作者 张国军 幸研 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1161-1164,共4页
为了解决多面片拼接曲面、多修饰特征曲面连续性差且难以延展的问题,提出了基于端点非插值性的NURBS曲面重构方法.首先根据位置和曲率的不同,将原始曲面离散为点云数据,根据离散点计算各个采样路径上的节点矢量;然后计算出曲面重构所需... 为了解决多面片拼接曲面、多修饰特征曲面连续性差且难以延展的问题,提出了基于端点非插值性的NURBS曲面重构方法.首先根据位置和曲率的不同,将原始曲面离散为点云数据,根据离散点计算各个采样路径上的节点矢量;然后计算出曲面重构所需的端点非插值性的共同节点矢量及相应的控制点,并将共同节点矢量转化成标准的端点插值节点矢量,根据最新的端点插值节点矢量在无数据点区间插入新的型值点;最后将所有数据点重新拟合成单一曲面.重构结果表明,通过使用该方法重构所需的计算量降低,重构出的曲面精度较高.在曲率变化剧烈处,既保证了与原始曲面的贴合率,又保证了截面线的曲率连续性.该方法将原始曲面重构为单一曲面,提高了曲面重构精度,有效地解决了造型中易出现的曲面退化、曲面畸变等问题. 展开更多
关键词 非均匀有理B样条 曲面离散 曲面重构 端点非插值性
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基于非重叠Mortar方法的比例边界等几何分析 被引量：1
16
作者 薛冰寒 林皋 胡志强 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期447-452,共6页
在比例边界等几何分析的建模剖分过程中会出现交界面网格非匹配现象,给计算分析带来困难。为了能够处理此类问题,提出了基于非重叠Mortar方法的比例边界等几何分析。该方法能在将全域分解为若干子域时,针对每个子域分别建模和剖分网格,... 在比例边界等几何分析的建模剖分过程中会出现交界面网格非匹配现象,给计算分析带来困难。为了能够处理此类问题,提出了基于非重叠Mortar方法的比例边界等几何分析。该方法能在将全域分解为若干子域时,针对每个子域分别建模和剖分网格,交界面网格无需逐点匹配;采用交叉点修正的非均匀有理B-样条基函数构造Lagrange乘子空间,子域交界面连续条件可通过Mortar条件满足;并根据交界面连续条件进行自由度凝聚,得到对称正定的系数矩阵,可直接求解。分片试验、U形结构和半无限空间上的柔性基础等数值算例验证了本文方法的有效性,计算精度满足要求。 展开更多
关键词 比例边界等几何分析 Mortar方法 非均匀有理B样条 非匹配网格
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复杂型腔类零件电火花加工电极运动轨迹搜索算法研究 被引量：1
17
作者 刘雨婷 刘建勇 +3 位作者 罗学科 李殿新 张慧杰 寇鹏远 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期93-101,共9页
针对复杂型腔类零件电火花加工中电极无干涉运动路径难规划的问题,提出一种电极运动轨迹搜索算法。使用NURBS参数化曲线曲面建模方法拟合叶片型面,建立叶片精确数学模型并计算流道中心线,基于流道中心线表达式提出轨迹搜索算法,开发了... 针对复杂型腔类零件电火花加工中电极无干涉运动路径难规划的问题,提出一种电极运动轨迹搜索算法。使用NURBS参数化曲线曲面建模方法拟合叶片型面,建立叶片精确数学模型并计算流道中心线,基于流道中心线表达式提出轨迹搜索算法,开发了复杂型腔类零件多轴联动电火花加工专用CAM系统,成功实现4轴、5轴、6轴复杂型腔类零件的电极运动路径规划和无干涉加工过程仿真。进行整体带叶冠涡轮盘的加工试验,结果表明,叶形加工精度≤0.03 mm,总耗时249.3 h,满足闭式整体叶盘类零件指标要求。试验证明该算法可以快速搜索电极无干涉运动轨迹,有效避免电极干涉,从而提高轨迹搜索效率,工况适应能力强,可用于4~6轴各种工况下叶轮、叶盘等复杂型腔类零件的电极运动轨迹搜索。 展开更多
关键词 复杂型腔类零件 电火花加工 轨迹搜索 非均匀有理B样条曲线 流道中心线
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基于强化学习的激光三角光斑定位方法研究
18
作者 黄志昌 唐诗 陆涛 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第10期250-254,共5页
光斑定位过程中,若激光三角光斑图像质量较差,会直接影响后续光斑定位精度,为此提出基于强化学习的激光三角光斑定位方法。采集激光三角光斑图像,并对采集得到的图像展开去噪分割等处理,去除图像噪声,获取光斑目标,提升图像质量;引入邻... 光斑定位过程中,若激光三角光斑图像质量较差,会直接影响后续光斑定位精度,为此提出基于强化学习的激光三角光斑定位方法。采集激光三角光斑图像,并对采集得到的图像展开去噪分割等处理,去除图像噪声,获取光斑目标,提升图像质量;引入邻域标定光斑对处理后的图像实施互相关运算,充分利用光斑的偏态分布灰度以及位置的相似性约束,确定目标像素级的相关系数分布。对获取的相关系数分布结果实施三次非均匀有理B样条插值细分,根据细分结果完成光斑中心定位方程的建立,利用强化学习算法对定位方程实施优化处理,进一步提升定位精度,实现对激光三角光斑的精准定位。实验结果表明,利用该方法开展激光三角光斑定位时,定位效果好、精度高。 展开更多
关键词 强化学习 光斑定位 图像去噪 图像分割 非均匀有理B样条插值
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基于GRECO的单馈源宽角赋形反射面天线的设计
19
作者 张君 鞠智芹 金凤杰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期19-22,共4页
提出了利用图形电磁计算方法进行赋形反射面天线的设计。利用NURBS对任意的赋形反射面天线进行建模,通过改变控制点改变模型局部的形状,易于对相位优化,在设计过程中实时的对测试结果进行监控,随时对反射面天线进行调整,以接近设计指标... 提出了利用图形电磁计算方法进行赋形反射面天线的设计。利用NURBS对任意的赋形反射面天线进行建模,通过改变控制点改变模型局部的形状,易于对相位优化,在设计过程中实时的对测试结果进行监控,随时对反射面天线进行调整,以接近设计指标;自动完成对抛物面天线的精密剖分;在抛物面天线方程不知的条件下,易于通过光照获得表面法矢。 展开更多
关键词 图形电磁计算 赋形反射面天线 非均匀有理样条
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基于齿面参数化表示的准双曲面齿轮的设计 被引量：22
20
作者 苏智剑 吴序堂 +1 位作者 毛世民 李建刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期17-20,共4页
为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计,采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据,完成了齿面非均匀有理B样条的曲面拟合.依据准双曲面齿轮的主动设计原理,解决了在已知齿面的NURBS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件... 为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计,采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据,完成了齿面非均匀有理B样条的曲面拟合.依据准双曲面齿轮的主动设计原理,解决了在已知齿面的NURBS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件下来设计未知齿面的关键技术,给出了基于离散化齿坯模型的加工仿真算法,将齿面的接触分析问题转化成一个优化问题,从而构建了齿面接触分析模型,并在其中采用啮合点法线与啮合点间连线之间的夹角趋于0的条件替代了法线重合条件.研究结果表明,齿面的NURBS表示模型可以作为面向准双曲面齿轮设计与制造过程的统一模型,以该模型为基础,可以完成齿面设计、数控机床刀位数据生成和坐标测量路径规划等一系列重要工作. 展开更多
关键词 准双曲面齿轮 齿面 非均匀有理B样条曲面 主动设计 加工仿真
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