分析和数字共轭表面解决方案的综合研究

分析和数字共轭表面解决方案的综合研究

一、解析与数字共轭曲面求解综合研究(论文文献综述)

刘戴明[1](2020)在《扩大球面显微干涉有效视场衍射计算方法研究》文中提出靶丸是激光惯性约束聚变的核心元件,其表面几何状态直接关系到点火实验的成败。零位干涉显微测量技术(Null interferometric microscope,NIM)是目前实现靶丸缺陷检测的一项可行技术,具有精度高、分辨率高等优势。当采用NIM对靶丸外表面进行微观形貌检测时,由于大数值孔径显微物镜景深较小,干涉像边缘视场出现离焦现象。离焦降低了单次测量有效视场,大大降低了全表面的测量效率。针对该问题,本论文在NIM基础上开展视场扩展方法研究。利用NIM初步测量结果,基于衍射数值计算的复振幅求解方法具有一定的优势。本文从该方法入手,开展了以下研究:研究了衍射的傅里叶分析方法。实现从探测器平面到曲面像面的衍射计算是离焦缺陷复原的关键步骤,而采用傅里叶变换的衍射公式能够准确快速地求解衍射问题。针对D-FFT算法中存在采样问题及窗口效应,研究了计算参数的选择依据。研究了曲面像面的分层近似模型。作为一种以分立面替代连续面的模型,详细地讨论了该模型的适用条件以及分层依据,确保了模型的可行性。针对模型中分层面相位差分布的求解问题,研究了干涉光场复振幅的构建方法及无镜成像理论,为提高模型准确性,研究了基于振幅积分的自聚焦算法。为验证衍射数值计算及自动聚焦算法的可靠性,以实际干涉光路参数模拟测试波衍射传输过程。结果表明,本文给出的衍射计算方法较传统方法具有较大优势。针对携带离焦锥形缺陷相位信息的波面,测试了不同聚焦评价函数的运算性能。结果表明振幅积分的效果优于其余典型评价函数。将衍射计算模型、自动聚焦算法及空间分层思想组合成最终的视场扩展方法。为验证本论文方法的可行性,基于实际测量系统设置对照实验。对于同一缺陷,采集其在不同对焦状态下的两组子孔径数据;对于同一靶丸,采集其在不同视场大小规划的全部子孔径数据。对上述数据进行算法复原。结果表明,对于中心视场的对焦结果,算法复原单缺陷的峰值相对误差为2%,半高宽相对误差在10%以内。对于大视场规划下的全表面缺陷统计数据,经算法恢复并进行统计的缺陷数据在不到1/4拼接次数下实现了90%总缺陷个数的统计结果,优于复原前不足70%的统计数量。即本文研究的适用于显微干涉系统的视场扩展方法能够在具备一定准确性的同时,简化测量次数,从而提高测量效率。

任唯贤[2](2019)在《蜗杆砂轮磨削圆柱齿轮齿顶倒圆技术研究》文中进行了进一步梳理齿顶倒圆作为航空发动机等领域的齿轮重要加工工艺之一,能够有效避免因齿轮边缘棱角的磕碰所导致的啮合面损伤及热处理时的应力集中,从而降低啮合噪声,提高服役寿命。然而现阶段齿顶倒圆工艺存在齿顶尖点的二次残留,影响加工精度,另外齿顶圆角半径过小将导致刀具干涉而难以加工,故小尺寸齿顶圆角仍采用手工打磨方式,浪费人力,效率低且质量难以保证。为此,本文提出蜗杆砂轮磨削齿顶倒圆方法,该方法包括加工大半径齿顶圆角的单刀直接磨削法与加工小半径齿顶圆角的多刀逼近磨削法。论文的主要工作可概括如下:(1)建立了齿轮与蜗杆砂轮的运动几何学关系及二者的三维模型。以渐开线圆柱斜齿轮为例,推导齿顶圆角的端面形线方程并采用螺旋变换得到其曲面方程;采用求解啮合方程的方法,得到砂轮廓形的离散点,并通过三维建模软件获得蜗杆砂轮模型。(2)提出了加工齿顶圆角的单刀磨削方法。针对传统蜗杆砂轮廓形求解方法受限于离散精度的问题,提出求解齿顶倒圆砂轮廓形的轮转曲线等距偏移法,分析了共轭曲线的等距偏移特性,求解了齿顶圆角圆心的共轭曲线并基于等距偏移特性得到倒圆蜗杆砂轮廓形,将该方法的计算结果与啮合方程得到的廓形点进行比较验证;设计单刀法的砂轮修整方式,并分析了点修整误差。(3)提出了加工小半径齿顶圆角的多刀逼近磨削方法。通过求解啮合方程对偏移砂轮的齿形变化规律进行探究,求解每次逼近时的砂轮偏移量及砂轮偏移后的齿轮齿面,采用Matlab计算并绘制逼近得到的齿顶圆角,分析了多刀法的逼近误差并对误差进行拟合,通过非线性规划单纯形法优化了逼近参数。(4)针对齿顶倒圆的单刀法及多刀法进行了加工仿真验证。仿真基于三维软件的Bool运算功能,主要为验证单刀法的砂轮廓形及多刀法的每刀偏移量,通过求解仿真结果的加工误差,说明蜗杆砂轮廓形求解正确,多刀逼近结果较为精确,连续展成磨削齿顶圆角的方法可行。(5)开发了连续展成磨削齿顶倒圆的功能软件。将相关算法集成于软件模块,并编写了NC程序。软件基于SINUMERIC 840Dsl数控系统,HMI人机操作界面采用C++语言编写,实现项目参数输入及砂轮廓形与滚轮轨迹的生成;NC程序包括磨削主程序及各大功能子程序,为下一步齿顶倒圆的实践运用打下基础。

张录合[3](2019)在《曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究》文中指出通常来说,影响齿轮传动性能的因素有材料、热处理、制造精度、润滑状态及啮合齿面等。其中,啮合齿面是动力变换的直接作用面,是影响齿轮传动性能的关键因素。而传统的渐开线齿轮传动、圆柱蜗杆传动及锥齿轮传动等都是以曲面共轭原理为基础发展而来。基于这一原理,国内外现已建立了从共轭齿面求解到齿面性质分析的较为系统、全面的体系。但是生产和科学技术的发展使得现有齿轮传动逐渐难以满足更高传动性能的要求,尽管众多学者从不同角度提出解决问题的方法,但仍未从根本上实现有效提高。因此,从几何学的研究入手,突破传统共轭曲面原理的限制,开展新型啮合理论的研究具有重要的意义。陈兵奎等从最基本的几何元素曲线与曲面入手,突破现有共轭曲面啮合原理的限制,通过揭示几何元素曲线、曲面之间的啮合关系,创造性地提出新型齿轮,并称之为对构齿轮。根据啮合方式的不同又分为:线面对构齿轮及曲线对构齿轮。本文以曲线对构齿轮为目标,展开相关研究。论文的主要研究内容如下:(1)给出了共轭曲线的基本定义及曲线共轭接触应满足的基本条件;对曲线啮合的相对运动速度以及法矢量的关系进行了研究,在此基础之上推导出曲线共轭啮合的啮合方程及啮合线方程;对曲线共轭啮合的几何特性进行了研究,提出共轭曲线的密切面建模方法及密切面方程;随后提出共轭曲线曲率及挠率的一般计算方法。(2)对曲线共轭啮合的接触特性进行了研究,并以圆柱螺旋线为例分析并研究了其共轭曲线;之后对对构齿轮的正确啮合条件及轮齿齿面应满足的基本要求进行了研究;基于齿面构建的基础理论,对法向等距曲线包络法、齿轮齿条法及法向齿廓运动法进行了研究,并推导了轮齿齿面方程。(3)基于齿轮传动的基本要求,给出了对构齿轮齿形设计的基本准则,并给出了齿形相关参数的基本定义;对切齿刀具齿形进行研究,给出基于展成法的滚齿、蜗杆磨齿,以及基于成形法的成形磨齿等对应的刀具齿形的求解原理及方法;提出基于PRO/E软件的参数化精确建模方法。(4)针对齿面的曲率问题,对齿面法曲率、诱导法曲率及短程挠率进行了研究,并对配对齿面间的主曲率及法曲率关系进行了探讨,给出了它们之间的关系式;对配对齿面间的干涉问题进行了分析,提出避免产生干涉问题的解决方法,并提出了不产生根切的最小齿数的计算方法;针对对构齿轮齿面点接触的特点,提出了对构齿面滑动率计算的理论模型及方法;针对构齿齿轮齿面啮合特性,建立了其弹性变形基本方程,并对两齿面接触时接触椭圆的大小及方向进行了论述。(5)对适用于对构齿轮的加工及检测方法进行了研究,并分别用滚削、铣削及磨齿这三种方法加工了齿轮试样,之后选取FLENDER工业齿轮箱和对构齿轮分别进行了传动效率、承载能力的实验,实验结果表明在相同的实验条件下,对构齿轮具有更高的传动效率以及更强的承载能力,为对构齿轮的大规模工程应用奠定实验基础。

杜鹃[4](2018)在《几何代数在机器人机构学符号分析中的理论和应用》文中提出机器人机构学是机器人研究的前提和基础,是机器人开发的先决条件之一,它包括机构分析和机构综合两个部分。随着机器人操作任务的多样化以及操作环境的复杂化,机构学研究所面临的数学问题演变成愈加复杂的高维度、强耦合、非线性的数学问题,传统数学方法在满足高效、高精度的机构学问题的求解过程中遇到了一定的困难。同时,随着科学技术的发展,尤其是计算机技术的发展,建立能够通过符号表达式描述的数字化机构学理论,发展基于计算机辅助的程序化设计,进而实现机构学研究的自动化、可视化、网络化和智能化是机构学研究的新趋势。几何代数作为一种完善且高效的数学计算工具,能从几何角度解决代数问题。它不仅能不依赖坐标系表示几何元素,还能对几何元素直接进行相交计算、度量计算以及坐标变换等,从而将求解问题几何化、可视化、简洁化、高效化。同时,几何代数从理论上讲还能将求解问题通过符号表达式描述,从而能借助计算机程序实现所研究问题的计算机辅助程序化计算。本文以简化机构学中数学问题的运算步骤、提高计算效率,给出具有符号表达式的结果为目标,基于不同几何代数空间,对机构学热点、难点问题进行了分析。主要研究内容和创新成果如下:(1)挖掘几何代数空间的内涵,以工程角度通过尽量少的数学背景知识解释几何代数,同时揭示其本质,找到几何代数与机构学符号分析的内在联系。指出不同维度的几何代数空间性质与功能的异同,从而能根据机器人机构学特定问题的特点,选取适合的几何代数空间。提出了一种新的几何代数空间——(4,4)几何代数空间,并对该空间几何元素表示方法,元素之间的相交计算和度量计算公式进行了证明。该几何代数空间不仅能表示点和向量、直线、平面,还能表示二次曲线和二次曲面;同时,不仅能表示均匀伸缩变换、平移变换和旋转变换,还能表示剪切变换、非均匀伸缩变换。(2)基于四维几何代数——(3,0,1)几何代数空间,提出六轴机器人位姿逆解唯一解选取的新算法。首先讨论了该几何代数空间的优势,即与对偶四元数计算效率相同,同时相比于对偶四元数,其对点、面具有统一的坐标变换算子,能直接计算点、面之间的有向距离。然后提出了六轴机器人位姿逆解唯一解选取的新算法,即在六轴机器人运动学逆解过程中,根据关节到3个奇异形位参考面有向距离不同的属性,基于(3,0,1)几何代数能确定唯一的运动学位姿逆解,省去了传统逆解中通过“最短行程”的准则来择优的步骤,提供了一种机器人运动学位姿逆解的新算法。该算法能确定唯一解、计算各关节到奇异面的距离、简洁直观地描述逆解问题,并在PUMA 560型机器人上进行了数值验证。(3)基于五维几何代数空间——(4,0,1)共形几何空间,建立了不含有导数项的串联机构和并联机构通用动力学方程。首先根据共形几何微分方程建立了基于拉格朗日第二类方程的串联机构的动力学模型和基于拉格朗日第一类方程的并联机构的动力学模型。然后编写满足共形几何运算规律的Mathmatica计算程序,并对所建立的动力学模型广义力进行计算。最后借助Adams和Mathmatica软件平台,将基于共形几何的动力学方程与传统齐次矩阵方法的动力学方程进行数值验证。该动力学模型没有导数项,能将已知量(如质量、转动惯量等)与未知量(如连杆速度、加速度等)分离,同时可以实现未知量的并行计算,从而减少动力学模型计算时间。(4)基于六维几何代数空间——(3,3)几何代数空间,提出一种符号表示的并联机构自由度的数字化算法。首先根据螺旋副之间的几何关系,利用(3,3)几何代数能符号表示螺旋刚体变换的优势,自动求解并联机构各支链螺旋系;然后利用(3,3)几何代数能符号表示集合交集和并集的优势,自动求解动平台运动空间,该运动空间为所求并联机构自由度的符号表示式;最后基于C++软件平台对这种并联机构自由度数字化求解算法进行验证。使用(3,3)几何代数不仅能通过刚体运算法则得到支链螺旋系的符号表达式,还能直接求解动平台运动空间,省去一般螺旋理论求互易螺旋需求解线性方程的过程,算法简洁,可得到并联机构自由度的符号表达式,从而实现数字化分析。全文采用理论推导和计算机辅助验证相结合的研究方法,对基于几何代数的机构学若干基础问题的符号化表示进行了系统、全面的研究和计算机辅助论证,为基于几何代数的机构学、机器人研究和开发提供了可以借鉴的理论,为基础问题几何化、直观化、符号化、数字化和计算机辅助化打下了夯实的基础。

刁云龙[5](2014)在《等高齿对数螺旋锥齿轮共轭理论研究》文中研究说明螺旋锥齿轮在汽车、飞机、工程机械中被广泛大量的应用,是机械传动的重要零件,是设计研究的重点。对数螺旋锥齿轮这种新型齿轮具有沿齿向线上各点螺旋角处处相等的优良工程特性,会很好的解决目前螺旋锥齿轮传动过程中不同啮合点处螺旋角不相等带来的传动不平稳、磨擦磨损严重、传动效率低等问题。其满足共轭传动的精确地理论齿面计算是面临的重要问题。论文首先给出了空间啮合理论分析中用到基本概念,论述了空间锥齿轮传动原理,在此基础上阐明了对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成原理,进而建立了离散化齿面。结合对数螺旋线极坐标方程,分析了对数螺旋线以及对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成过程,以基曲线滚动基曲面的球面渐开线形成原理为基础,对其进行再次坐标变换,并通过直角坐标系与极坐标系之间的转化,将球面渐开线与精确的平面对数螺旋线在圆锥表面滚动接触线相结合,形成满足共轭条件的齿面,得到离散齿面数据点。另外当球面渐开线扫掠角度的起始值和终止值确定时,可求得圆锥对数螺旋线方程中唯一参变量的变化范围,即建立了球面渐开线对数螺旋面的边界条件。通过MATLAB语言编程,依据这些离散坐标点形成准确齿面。将球面渐开线对数螺旋锥齿轮精确理论齿面通过MATLAB语言进行编程计算,求出其齿面坐标点,并将其导入Pro/E中形成完整齿面。此种方法建立的离散点齿面有很好的共轭特性,形状更为精确,更易于齿面分析计算。随着离散化齿面的形成,解析曲面的共轭理论已不能满足设计的需要,因此,需要应用基于离散形式的共轭曲面的数字化方法,建立共轭曲面的数字化模型。根据共轭曲面的数字化的方法及其求解原理,将传统解析共轭理论提升,其特点就在于抛开以往的共轭曲面理论的复杂推导与矩阵变换,只应用其共轭条件的结构框架关系,利用数字方式,借用计算机的帮助即可求解共轭曲面理论中的各种问题。这种方法不但能解决数字化曲面的共轭计算问题,也可以解决解析曲面的共轭计算问题,可实现“整体数字化”的求解过程,将使已知曲面的坐标点测量、共轭曲面求解衔接成紧密的有机整体。

王小林[6](2006)在《准双曲面齿轮齿面参数化和接触可视化方法研究》文中进行了进一步梳理当今信息时代,科学技术飞速发展,传统学科正在信息技术带动下焕发新的活力,各学科之间不断相互补充、交叉、渗透,从而使其理论研究范围和应用领域得到不断拓展。传统机械学在其研究对象、内容、理论与方法等方面也正经历着深刻变革,以使自身提高到与信息产业革命及其他学科发展相适应的层次,其中准双曲面齿轮传动就是一个非常活跃的研究领域。本文在国内外对准双曲面齿轮研究的基础上,本着继承中求发展、求创新的思想,从齿轮几何参数计算入手,在几何参数计算方法、齿面参数化方法、齿面共轭接触点搜索策略、几何模型和接触模型的构造和可视化等方面进行探讨,取得了一些研究成果。在格里森公司基于人工手算的几何参数计算方法的基础上,将原16个方程的几何参数计算方程组扩大为20个方程,公式计算的顺序按三层结构分别用于对三个几何参数做出精确计算,解决了格里森计算方法计算精度不足、参数最终计算结果与预设值相差较大的难题,提高了参数求解的精度和迭代过程的稳定性。提出了以切齿参数、结构参数和归一化参数构造参数化齿面的方法,推导了三种参数之间的转换关系,统一了齿面位置点的定义,为几何模型和接触模型的构造和可视化奠定了基础;提出了四次Hermite参数曲线插值原理,及其在齿根过渡曲线上的应用,在齿面参数化的基础上给出了参数化齿面、齿面点定位与齿面细化、端面轮廓曲线和整体齿轮等几何模型的构造和可视化方法;根据Hertz接触理论提出了三维齿面上瞬时接触椭圆的两种求解方法——投影法和椭圆函数法,对边界接触椭圆按照齿面边界进行了裁剪,将瞬时接触椭圆在三维齿面上真实地表达出来。为获得更加逼真的可视化效果,将瞬时接触椭圆区描述为多层结构,通过定义不同的颜色属性,使齿面瞬时接触椭圆与对滚机检测的实际齿面接触斑点相比更加真实,为理论接触仿真与实际接触斑点之间的数字化对比提供了很好的可视化平台。在探讨了“失配”齿面共轭接触点计算方法中纯数学方法所具有的局限性后,提出了椭球面接触分析方法,以椭球面替代共轭曲面,以椭球面共轭接触点来逼近共轭曲面接触点的搜索策略,利用椭球面之间最大距离点的解析求解特性,可以快速、有效地求解接触数学模型,求解过程的稳定性较好。

王伏林[7](2005)在《数字化齿面展成加工及误差补偿研究》文中认为基于动态力学描述的数字化齿面不同于基于理想刚体描述的解析齿面。它们能够精确地反映机械运行过程中热、力引起的弹塑性变形,提高齿轮传动的准确性、工作的平稳性、载荷分布的均匀性,满足现实对设备高速,重载、高效、低噪的要求。有关数字化齿面的研究已成为现代机械设计及制造的一个重要发展方向。传统的基于几何解析的加工理论,无法对数字化齿面进行精确加工。为实现数字化齿面及类似曲面的高效、高精、高柔度加工,本学位论文对数字化齿面展成加工及误差补偿的理论与方法进行了广泛而深入的研究。(1)数字化齿面展成加工的理论与方法研究。将共轭曲面理论与具体的数字化齿轮齿面加工工艺相结合,应用到数字化齿面展成加工中,建立了数字化齿面磨削展成加工和插削展成加工模型,为数字化齿面展成加工的实际应用提供了理论和方法指导。(2)数字化齿面展成加工的仿真研究。以虚拟数字化齿面磨削展成加工为例,开展了数字化齿面展成加工的仿真研究。开发了一个数字化齿面加工仿真系统,对磨削模型和求解方法的正确性进行了检查; 对齿面加工连续性、加工精度和加工干涉现象等进行了校验; 为实际加工实验做好了准备。(3)数字化齿面展成加工齿廓误差综合性分析。研究通过实际齿面测量进行数字化齿面加工齿廓误差分析的方法,建立了齿面加工齿廓误差综合模型,对整个加工齿面的齿廓误差分布形态进行了分析和评定; 并提出了相应的误差值计算算法。研制了数字化齿面加工齿廓误差综合分析软件。(4)数字化齿面展成加工中的齿廓误差补偿研究。提出了数字化齿面加工齿廓误差预补偿策略,并依据齿面加工齿廓误差分析情况进行误差预测,重构了待加工的虚拟数字化齿面,为后续数字化齿面补偿加工提供了数值依据; 在此基础上,研制了数字化齿面齿廓误差补偿加工软件。(5)数字化齿面展成加工实验研究。以数字化齿面插削展成加工为例,开展了数字化齿面展成加工实验研究。解决了实际数字化齿面展成加工中的多齿连续啮合

肖来元[8](2004)在《共轭曲面的数字化方法及共轭鼓形齿联轴器传动研究》文中研究指明随着数字化设计和加工技术的发展,解析曲面的共轭理论已不能满足现代设计与加工技术的需要,因此,迫切需要研究基于离散形式的共轭曲面的数字化方法,建立共轭曲面的数字化方法体系,为数字化曲面的展成加工奠定理论基础。本文提出的共轭曲面的数字化方法和求解理论,是对传统解析共轭理论的突破和发展,其特征就在于抛开传统共轭曲面理论的繁琐推导与变换,仅借用其共轭条件的构架关系,利用数字方法,借助于计算机即可解决共轭曲面理论中的各种问题。它不但能解决数字化曲面的共轭求解问题,也可解决解析曲面的共轭求解问题,实现了“全数字化”的求解过程,使得已知曲面的坐标点测量、共轭曲面求解和共轭曲面的数控加工成为一个衔接紧密的有机整体。本文采用Visual C++完成数据的初始处理和人机界面,用MATLAB完成共轭曲面求解中的计算问题,即采用前台VC、后台MATLAB的工作方式,首次开发出了数字化共轭曲面求解软件Conjugater1.0,应用该软件可求到与任意数字母曲面Σ 1相共轭的数字曲面Σ 2。该系统具有较强的适应性,通过修改输入参数就可以实现多种形式的共轭计算,由此可提高共轭曲面设计的自动化程度,拓宽其适用范围。鼓形齿联轴器是一种性能优良的可移式刚性联轴器,是机械传动的重要部件 ,它能够补偿两轴间径向、轴向、角度及其综合位移,在冶金、采矿、化工、起重、运输等机械设备中具有广泛的应用前景。但鼓形齿联轴器缺乏系统的理论和可靠的设计依据,因此,从理论和实验两方面对该传动件进行全面深入地综合研究,具有很强的理论意义和实用价值。本文根据共轭曲面理论和啮合原理,创立了共轭鼓形齿联轴器的传动理论和分析策略。对鼓形齿联轴器传动的多齿啮合状态、静力学、动力学、接触强度和弯曲强度等力学特性进行了全面研究;利用自行设计的鼓形齿联轴器专用台架实验装置,进行了鼓形齿联轴器多齿啮合实验和齿面裂纹破坏预警实验。通过理论与实验研究,首次得到了该传动装置的一些有价值的结论,这些结论将对该传动件今后的设计思想产生较大的影响和作用。

肖来元,廖道训,易传云[9](2003)在《基于MATLAB的数字化共轭曲面求解及仿真研究》文中研究说明以 MATL AB软件为工具对数字化共轭曲面求解方法进行研究 ,提出了符合共轭条件和适合 MATL AB运算特点的数学模型及其求解步骤 ,并给出求解实例。在共轭曲面的求解过程中 ,提出了在三维数组中抽取所需的一维数组的概念 ,并用 MATL AB的一个简单函数实现了求解过程所需的优化功能。

王涛,易传云,肖来元[10](2002)在《数字化曲面展成方法的研究现状与应用前景》文中研究指明对数字化曲面展成方法的研究现状与应用前景 (包括曲面数字化、数字化曲面及其微观特性、数字化共轭曲面原理、数字化曲面的展成等 )进行了综合评述与分析

二、解析与数字共轭曲面求解综合研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、解析与数字共轭曲面求解综合研究(论文提纲范文)

(1)扩大球面显微干涉有效视场衍射计算方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 视场扩展方法概述
    1.3 衍射计算方法及其发展现状
    1.4 本文的主要研究内容
2.衍射的傅里叶分析方法研究
    2.1 二维光场的复振幅表示
        2.1.1 平面波的复振幅分布
        2.1.2 球面波的复振幅分布
        2.1.3 复杂复振幅分布的分解
    2.2 标量衍射理论
        2.2.1 惠更斯—菲涅耳衍射积分
        2.2.2 菲涅耳衍射积分
        2.2.3 夫琅禾费衍射积分
        2.2.4 平面波角谱理论
        2.2.5 几种衍射公式的对比
    2.3 快速傅里叶变换
        2.3.1 二维光场的采样定理
        2.3.2 快速傅里叶变换实现衍射计算
        2.3.3 传递函数窗口效应
    2.4 本章小结
3 空间分层曲面衍射模型研究
    3.1 曲面空间分层模型
        3.1.1 模型概述
        3.1.2 景深划分的分层模型
        3.1.3 层结构的定位
        3.1.4 模型误差分析
    3.2 层结构的衍射计算方法
        3.2.1 虚拟透镜的相位调制作用
        3.2.2 虚拟透镜的重聚焦作用
        3.2.3 分层面相位分布的衍射求解
    3.3 衍射距离误差优化方法
        3.3.1 自动聚焦算法
        3.3.2 聚焦评价函数
    3.4 本章小结
4 仿真分析
    4.1 空间分层的逆衍射算法
    4.2 逆衍射数值计算仿真
        4.2.1 仿真参数设置
        4.2.2 干涉像衍射效应仿真
        4.2.3 逆衍射数值计算仿真
    4.3 缺陷自动聚焦算法仿真
        4.3.1 自动聚焦算法仿真
        4.3.2 评价函数性能比较
    4.4 本章小结
5 空间分层的逆衍射算法实验验证
    5.1 系统光路
        5.1.1 短相干光源
        5.1.2 显微干涉成像光路
        5.1.3 数据获取
    5.2 离焦缺陷复原效果实验验证
        5.2.1 数据采集与处理
        5.2.2 算法复原
        5.2.3 复原效果对比分析
    5.3 全表面测量对象实验验证
        5.3.1 全表面测量方法
        5.3.2 子孔径全视场扩展
        5.3.3 视场扩展结果对比分析
    5.4 误差来源分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录

(2)蜗杆砂轮磨削圆柱齿轮齿顶倒圆技术研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 齿顶倒圆技术
        1.3.2 蜗杆砂轮磨齿技术
        1.3.3 共轭齿形求解方法
    1.4 课题研究的主要内容
2 基于蜗杆砂轮磨削工艺的齿顶倒圆建模
    2.1 渐开线螺旋曲面建模
    2.2 齿顶圆角建模
        2.2.1 齿顶圆角端面形线建立
        2.2.2 齿顶圆角曲面方程建立
    2.3 蜗杆砂轮建模
        2.3.1 倒圆坐标系建立
        2.3.2 啮合方程建立
        2.3.3 蜗杆砂轮建模
    2.4 本章小结
3 单刀齿顶倒圆方法
    3.1 共轭曲线等距偏移特性分析
    3.2 直齿轮齿顶圆角的共轭齿形求解
        3.2.1 平面轮转曲线等距偏移法分析
        3.2.2 廓形起始点与终止点确定
    3.3 斜齿轮齿顶圆角的共轭齿形求解
        3.3.1 空间摆面建模
        3.3.2 空间轮转曲面等距偏移法分析
        3.3.3 轮转曲线(面)等距偏移法验证
    3.4 蜗杆砂轮的修整方法
        3.4.1 蜗杆砂轮修整方案设计
        3.4.2 蜗杆砂轮点修整精度分析
    3.5 本章小结
4 多刀逼近齿顶倒圆方法
    4.1 偏移砂轮对齿形的影响分析
    4.2 砂轮每刀逼近曲面求解
        4.2.1 砂轮每刀偏移向量求解
        4.2.2 砂轮每刀逼近曲面求解
    4.3 逼近参数优化
        4.3.1 逼近误差建模
        4.3.2 逼近误差拟合
        4.3.3 逼近参数优化
    4.4 本章小结
5 仿真验证及软件开发
    5.1 齿顶倒圆加工仿真
        5.1.1 单刀倒圆法仿真验证
        5.1.2 多刀倒圆法仿真验证
        5.1.3 仿真结果分析
    5.2 软件功能开发
        5.2.1 项目数据模块
        5.2.2 砂轮修整模块
        5.2.3 其他功能模块
    5.3 NC程序开发
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
    C 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
    D 学位论文数据集
致谢

(3)曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展
        1.2.1 齿轮的历史与发展趋势
        1.2.2 齿轮啮合理论研究现状
        1.2.3 齿面成形方法研究现状
        1.2.4 齿轮加工技术发展现状
    1.3 论文研究目的和主要内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 主要内容
    1.4 本章小结
2 曲线对构齿轮啮合原理
    2.1 引言
    2.2 曲线对构啮合基本原理
        2.2.1 共轭曲线的定义
        2.2.2 坐标系及坐标变换
        2.2.3 相对运动速度
        2.2.4 曲线法矢量的关系
        2.2.5 啮合方程
        2.2.6 共轭曲线及啮合线方程
    2.3 曲线啮合几何特性
        2.3.1 曲线密切面方程
        2.3.2 曲线曲率及挠率
    2.4 本章小结
3 曲线对构齿轮齿面构建理论及方法
    3.1 引言
    3.2 构建齿面的基础理论
        3.2.1 曲线共轭接触的唯一性
        3.2.2 圆柱螺旋线及其共轭曲线
        3.2.3 外啮合齿轮坐标系
        3.2.4 对构齿轮的正确啮合条件
        3.2.5 对构齿轮齿面应满足的条件
    3.3 构建齿面的方法
        3.3.1 等距包络法
        3.3.2 齿轮齿条法
        3.3.3 齿廓运动法
    3.4 对构齿轮的基本传动方案
    3.5 本章小结
4 曲线对构齿轮齿形设计及参数化建模
    4.1 引言
    4.2 对构齿轮齿形设计
        4.2.1 齿形设计准则
        4.2.2 齿形参数
        4.2.3 设计实例
    4.3 刀具齿形设计
        4.3.1 展成刀具法向齿形的求解
        4.3.2 成形刀具齿形
    4.4 参数化精确建模
        4.4.1 参数化精确建模原理
        4.4.2 实例分析
    4.5 本章小结
5 曲线对构齿轮齿面特性分析
    5.1 引言
    5.2 对构齿轮齿面的曲率问题
        5.2.1 法曲率
        5.2.2 齿面的曲率关系
    5.3 齿面接触特性
        5.3.1 啮合干涉
        5.3.2 齿面滑动分析
    5.4 齿面啮合特性
    5.5 接触椭圆
        5.5.1 弹性变形基本方程
        5.5.2 确定接触椭圆
    5.6 本章小结
6 曲线对构齿轮加工及实验研究
    6.1 引言
    6.2 对构齿轮的检测项目及其原理
        6.2.1 距棒距
        6.2.2 公法线长度
        6.2.3 齿面偏差拓扑图
        6.2.4 齿距、齿向及齿圈径向跳动等
    6.3 对构齿轮的加工方法
        6.3.1 滚齿
        6.3.2 成形磨齿
    6.4 实验研究
        6.4.1 实验平台
        6.4.2 实验方案
        6.4.3 结果及分析
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论与创新点
        7.1.1 主要研究结论
        7.1.2 创新点
    7.2 后续工作展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读博士学位期间申请或授权的发明专利
    C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目
    D.学位论文数据集
致谢

(4)几何代数在机器人机构学符号分析中的理论和应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 几何代数的发展
        1.2.2 机器人机构学的发展
        1.2.3 基于几何代数的机构分析
        1.2.4 基于几何代数的机构综合
    1.3 研究内容和章节安排
第二章 几何代数理论基础
    2.1 引言
    2.2 几何代数的命名
    2.3 多重向量
    2.4 几何代数的乘法
    2.5 几何代数的基本代数运算法则
        2.5.1 零向量
        2.5.2 逆运算
        2.5.3 对偶
    2.6 几何代数的基本几何运算法则
        2.6.1 内积零空间和外积零空间
        2.6.2 并运算符和交运算符
    2.7 四元数和对偶四元数
        2.7.1 四元数
        2.7.2 对偶四元数
    2.8 本章小结
第三章 几何代数与机构学
    3.1 引言
    3.2 几何代数在机构学问题研究中的优势
    3.3 几种典型的几何代数空间
    3.4 R(4,4)几何代数
        3.4.1 基向量
        3.4.2 几何元素
        3.4.3 几何元素的相交
        3.4.4 几何元素之间的距离和角度
    3.5 本章小结
第四章 基于R(3,0,1)几何代数的六轴机器人位姿逆解
    4.1 引言
    4.2 R(3,0,1)几何代数
        4.2.1 基向量
        4.2.2 几何元素
        4.2.3 刚体变换
    4.3 R(3,0,1)几何代数与对偶四元数
    4.4 基于R(3,0,1)几何代数的六轴机器人位姿逆解
        4.4.1 六轴机器人奇异形位分析
        4.4.2 六轴机器人运动学逆解
        4.4.3 六轴机器人逆解算法验证
    4.5 本章小结
第五章 基于共形几何的机构动力学分析
    5.1 引言
    5.2 拉格朗日方程
        5.2.1 拉格朗日第一类方程
        5.2.2 拉格朗日第二类方程
    5.3 共形几何
        5.3.1 基向量
        5.3.2 几何元素
        5.3.3 刚体变换
    5.4 SCARA机械臂动力学分析
        5.4.1 动能表达式
        5.4.2 势能表达式
        5.4.3 拉格朗日动力学方程
        5.4.4 数值验证
    5.5 3-RPS并联机构动力学分析
        5.5.1 运动学逆解
        5.5.2 约束方程
        5.5.3 雅可比矩阵
        5.5.4 动能表达式
        5.5.5 势能表达式
        5.5.6 拉格朗日动力学方程
        5.5.7 数值验证
    5.6 本章小结
第六章 基于R(3,3)几何代数的并联机构自由度数字化求解
    6.1 引言
    6.2 基于约束螺旋理论的自由度分析
    6.3 R(3,3)几何代数
        6.3.1 基向量
        6.3.2 几何元素
        6.3.3 刚体变换
    6.4 基于R(3,3)的自由度数字化求解算法
        6.4.1 并联机构构型表示
        6.4.2 分支螺旋系自动求解算法
        6.4.3 并联机构自由度数字化求解算法
    6.5 基于R(3,3)的自由度数字化求解算法算法的验证
        6.5.1 算法可行性一般性验证
        6.5.2 3-RPS并联机构自由度数字化分析
        6.5.3 3-URU并联机构自由度数字化分析
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 研究展望
参考文献
附录
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)等高齿对数螺旋锥齿轮共轭理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 研究领域及其发展状况
        1.2.1 齿轮啮合理论研究现状
        1.2.2 对数螺旋锥齿轮啮合理论研究状况
    1.3 论文主要研究内容
2 共轭原理及共轭齿形模型建立简介
    2.0 主要编程软件 Matlab 简介
    2.1 共轭曲面的定义
    2.2 共轭曲面的啮合条件及接触线的确定
        2.2.1 共轭曲面的啮合条件
        2.2.2 接触线的确定
    2.3 球面渐开线形成原理
3 精确共轭理论齿面计算与建模
    3.1 对数螺旋锥齿轮建模概述
    3.2 球面渐开线啮合的数学模型
        3.2.1 球面渐开线锥表面的形成
        3.2.2 对数螺旋锥齿轮齿面形成
    3.3 球面渐开线对数螺旋锥齿轮理论齿面计算
        3.3.1 对滚切面进行变换矩阵
        3.3.2 极坐标到直角坐标的转化
        3.3.3 编程过程
        3.3.4 齿面坐标点
    3.4 对数螺旋锥齿轮建模实例
        3.4.1 Pro/e 简介
        3.4.2 逆向工程技术
        3.4.3 建模过程
    3.5 本章小结
4 离散化共轭求解
    4.1 包络原理的概念
        4.1.1 平面曲线族的包络
        4.1.2 曲线族的包络
    4.2 求解数字化的共轭参数
        4.2.1 曲线的表达方式
        4.2.2 求解法向量N
        4.2.3 求解相对运动速度v12
    4.3 求解数字化共轭曲面的模型和方法
        4.3.1 共轭理论数学模型
        4.3.2 求解模型算法
    4.4 基于 MATLAB 的数字化共轭曲面求解实现
        4.4.1 螺旋锥齿轮齿面接触模型的建立
        4.4.2 求解数学模型建立
        4.4.3 执行求解模型算法
    4.5 本章小结
结论
参考文献
附录 A 齿轮计算程序
附录 B 共轭计算程序
在学研究成果
致谢

(6)准双曲面齿轮齿面参数化和接触可视化方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 国内外的研究进展
    1.3 本文研究内容和组织结构
2 准双曲面齿轮几何参数的计算方法研究
    2.1 准双曲面齿轮概述
    2.2 准双曲面齿轮的几何参数
    2.3 格里森几何参数计算的假设前提
    2.4 格里森几何参数计算的思路
    2.5 几何参数计算的新方法
    2.6 小结
3 准双曲面齿轮的数学模型构造
    3.1 切齿基本原理
    3.2 切齿的基本方法
    3.3 轮齿齿面的数学模型
    3.4 小结
4 齿面参数化方法研究和几何模型仿真
    4.1 引言
    4.2 齿面参数化方法
    4.3 四次Hermite 插值原理
    4.4 准双曲面齿轮齿面构造方法
    4.5 准双曲面齿轮的几何模型仿真
    4.6 小结
5 椭球面最短距离搜索策略和接触分析方法
    5.1 引言
    5.2 共轭曲面及其邻域内的简化策略
    5.3 椭球面方程及椭球面间的最短距离
    5.4 两椭球面的共轭接触
    5.5 小结
6 准双曲面齿轮的接触模型仿真
    6.1 引言
    6.2 接触椭圆的在齿面上的可视化
    6.3 椭圆接触和边界接触的可视化
    6.4 准双曲面齿轮接触可视化应用实例
    6.5 准双曲面齿轮接触可视化模型构造的意义
    6.6 小结
7 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表论文目录

(7)数字化齿面展成加工及误差补偿研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题概述
    1.2 文献综述
    1.3 本文主要研究工作
2 数字化齿面展成加工的理论与方法
    2.1 引言
    2.2 数字化曲面的共轭分析
    2.3 几种共轭曲面(曲线)创成方法
    2.4 数字化共轭曲面磨削加工
    2.5 数字化共轭曲面插削加工
    2.6 有关数字化齿面插削加工与磨削加工的讨论
    2.7 数字化齿面展成加工方法与传统齿面展成加工方法的比较
    2.8 本章小结
3 数字化齿面展成加工仿真
    3.1 引言
    3.2 虚拟加工仿真系统的设计
    3.3 虚拟磨削加工
    3.4 虚拟仿真加工实例
    3.5 本章小结
4 数字化齿面展成加工实验研究
    4.1 引言
    4.2 插齿原理与运动控制
    4.3 数字化齿面数控插削加工规划
    4.4 数控插齿加工系统介绍
    4.5 数控插削工艺控制流程
    4.6 加工实验
    4.7 本章小结
5 数字化齿面展成加工误差分析与误差补偿
    5.1 引言
    5.2 数字化齿面加工齿廓误差分析
    5.3 数字化齿面加工齿廓误差补偿策略及加工规划
    5.4 基于数字化齿面加工齿廓误差预补偿的插齿实验
    5.5 本章小结
6 全文总结与研究展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表和拟发表的学术论文
附录2 数字化齿面数控插削加工实验的部分NC 代码
附录3 实验用插齿机与齿形测量装置图片
附录4 齿形测量报告1(实验环境、条件相同)
附录5 齿形测量报告2(实验环境、条件相同)

(8)共轭曲面的数字化方法及共轭鼓形齿联轴器传动研究(论文提纲范文)

摘 要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 文献综述
    1.3 课题来源与论文的主要研究工作
2 共轭曲面的数字化方法研究
    2.1 引言
    2.2 数字化共轭曲面的相关性与求解原理
    2.3 共轭参数的数字化求解
    2.4 数字化共轭曲面求解模型与算法
    2.5 小结
3 共轭曲面的数字化方法实现与计算
    3.1 引言
    3.2 基于MATLAB的数字化共轭曲面求解实现
    3.3 数字化共轭曲面求解实例计算
    3.4 小结
4 数字齿面共轭求解与啮合界限曲线计算的数字化方法
    4.1 引言
    4.2 直齿面的数字化共轭求解
    4.3 鼓形齿面的数字化共轭求解
    4.4 啮合界限曲线计算的数字化方法
    4.5 小结
5 共轭鼓形齿联轴器传动啮合特性分析
    5.1 引言
    5.2 共轭鼓形齿面方程的建立
    5.3 共轭鼓形齿联轴器传动力学特性分析
    5.4 共轭鼓形齿联轴器传动多齿啮合分析
    5.5 小结
6 鼓形齿联轴器传动实验研究
    6.1 引言
    6.2 鼓形齿联轴器传动多齿啮合实验
    6.3 鼓形齿联轴器传动多齿啮合实验数据分析
    6.4 鼓形齿联轴器齿面裂纹破坏预警实验
    6.5 小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致 谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录

(9)基于MATLAB的数字化共轭曲面求解及仿真研究(论文提纲范文)

1 曲面共轭条件
2 求解及仿真模型
3 求解实例
4 结束语

(10)数字化曲面展成方法的研究现状与应用前景(论文提纲范文)

1 引言
2 数字化曲面展成方法的研究
    2.1 曲面的数字化
        (1) 真实曲面的数字化
        ( 2) 虚拟曲面的数字化
    2.2 数字化曲面及其微观特性
    2.3 数字化曲面的共轭理论
    2.4 数字化曲面的展成与应用
        (1) 接触条件
        (2) 连续传动条件
3 结语

四、解析与数字共轭曲面求解综合研究(论文参考文献)

  • [1]扩大球面显微干涉有效视场衍射计算方法研究[D]. 刘戴明. 南京理工大学, 2020(01)
  • [2]蜗杆砂轮磨削圆柱齿轮齿顶倒圆技术研究[D]. 任唯贤. 重庆大学, 2019(01)
  • [3]曲线对构齿轮啮合特性及加工方法研究[D]. 张录合. 重庆大学, 2019
  • [4]几何代数在机器人机构学符号分析中的理论和应用[D]. 杜鹃. 南京航空航天大学, 2018(01)
  • [5]等高齿对数螺旋锥齿轮共轭理论研究[D]. 刁云龙. 内蒙古科技大学, 2014(02)
  • [6]准双曲面齿轮齿面参数化和接触可视化方法研究[D]. 王小林. 华中科技大学, 2006(07)
  • [7]数字化齿面展成加工及误差补偿研究[D]. 王伏林. 华中科技大学, 2005(05)
  • [8]共轭曲面的数字化方法及共轭鼓形齿联轴器传动研究[D]. 肖来元. 华中科技大学, 2004(02)
  • [9]基于MATLAB的数字化共轭曲面求解及仿真研究[J]. 肖来元,廖道训,易传云. 机械科学与技术, 2003(03)
  • [10]数字化曲面展成方法的研究现状与应用前景[J]. 王涛,易传云,肖来元. 工具技术, 2002(07)

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分析和数字共轭表面解决方案的综合研究
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