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汽轮机叶片的建模及插补算法研究
作 者: 唐月夏
导 师: 韩庆瑶;乐英
学 校: 华北电力大学(河北)
专 业: 机械电子工程
关键词: 汽轮机叶片 NURBS 建模 插补算法
分类号: TK263.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 84次
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内容摘要
为提高汽轮机的工作效率,汽轮机叶片的表面通常是设计成扭曲的变截面曲面,叶片形状十分复杂。因而,汽轮机叶片的精确几何造型对保证叶片加工质量十分重要。本文进行汽轮机叶片数学建模和数控插补算法研究,根据图纸数据对汽轮机叶片进行基于NURBS曲线和曲面的反求计算,建立了汽轮机叶片的精确数学模型。针对对叶片高速高精度数控加工的要求,以叶片数学模型为基础,建立叶片截面的NURBS曲线组,利用MATLAB编程仿真,验证了采用不同插补方法进行叶片数控加工的适应性。
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全文目录
摘要 4 ABSTRACT 4-7 第一章 引言 7-11 1.1 选题背景 7 1.2 国内外研究动态 7-9 1.3 本论文研究内容 9-11 第二章 NURBS 曲线曲面及其矩阵表示形式 11-22 2.1 NURBS 曲线曲面的定义 12-17 2.1.1 NURBS 曲线 12-16 2.1.2 NURBS 曲面 16-17 2.2 NURBS 曲线曲面及其矩阵表示形式 17-22 2.2.1 NURBS 曲线矩阵表示形式的确定 17-19 2.2.2 双三次NURBS 曲面矩阵表示形式的确定 19-20 2.2.3 混合幂次NURBS 曲面矩阵表示形式的确定 20-22 第三章 NURBS 曲线曲面的生成 22-31 3.1 NURBS 曲线的插值 22-29 3.1.1 NURBS 曲线的节点矢量 22-26 3.1.2 NURBS 曲线的边界条件 26 3.1.3 反算NURBS 曲线的控制顶点 26-29 3.2 NURBS 曲面的插值 29-31 3.2.1 参数方向与参数选取 29 3.2.2 确定节点矢量 29 3.2.3 反算控制顶点 29 3.2.4 用蒙面法生成NURBS 曲面 29-31 第四章 NURBS 曲线曲面的插补算法 31-37 4.1 插补原理 31-32 4.2 NURBS 插补预处理 32 4.3 实时插补轨迹计算 32-37 4.3.1 恒定进给速度插补算法 32-34 4.3.2 控制弓高误差的自动调节进给速度插补算法 34-36 4.3.3 等弓高误差插补算法 36 4.3.4 基于冗余误差控制的插补算法 36-37 第五章 程序设计与实例 37-52 5.1 由坐标点组成的叶片图纸 37-39 5.2 建立叶片的数学模型 39-43 5.2.1 NURBS 曲面u 向(横向)带权控制顶点和节点矢量 39-41 5.2.2 NURBS 曲面v 向(纵向)节点矢量和总控制顶点 41-43 5.3 拟合误差分析 43-44 5.4 插补仿真 44-52 第六章 总结与展望 52-53 参考文献 53-55 致谢 55-56 在学期间发表的学术论文 56
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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽轮机(蒸汽透平、汽轮机) > 构造 > 叶片(汽片)
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