自由曲面測量采樣策略及輪廓度誤差評定算法研究.pdf

1、在航空航天、造船及汽車工業(yè)等領域,許多重要的零部件往往由高精度復雜型面構(gòu)成,這些部件對整個設備的壽命和安全性起著重要作用,所以自由曲面在工程實際中扮演著越來越重要的角色,由于自由曲面的加工過程復雜,加工成本高,所以對其誤差的檢測過程有著更高的要求,本文主要對自由曲面采樣點自適應分布算法、曲面輪廓度公差數(shù)學定義、誤差評定模型及算法進行研究。
　　本文首先對自由曲面測量點分布問題進行了研究,提出了基于質(zhì)心Voronoi結(jié)構(gòu)(CVT)的

2、自由曲面布點策略,分析了自由曲線曲面的曲率函數(shù),借鑒了CVT網(wǎng)格規(guī)劃的技巧,將改進的曲率函數(shù)作為生成CVT中的密度函數(shù),并以能量泛函值作為算法結(jié)束的準則。實現(xiàn)了采樣點的自適應分布,該方法可以使測量點隨曲率變化自適應分布,可以全面反映曲面的質(zhì)量信息。
　　其次本文分析了ASME14.5.1M_1994中對自由曲面輪廓度公差的語義描述,通過推導出空間中一點到曲面的距離函數(shù),給出了輪廓度公差的數(shù)學定義,在其基礎上,將剛體運動—旋轉(zhuǎn)平移運

3、動嵌入進距離函數(shù)中,結(jié)合公差數(shù)學定義推導出了點到運動曲面的距離函數(shù),并在此基礎上建立了輪廓度誤差評定模型,通過差分進化與單純形相結(jié)合的算法,對模型進行了優(yōu)化,得到了基于最小區(qū)域原則下的自由曲面輪廓度誤差值。
　　最后利用仿真實驗對上述算法進行了相關驗證。對于自由曲面的自適應采樣算法,采用多種常用的采樣方法與基于CVT結(jié)構(gòu)的采樣方法進行對比,將用不同方法得到的采樣點用同一種方法擬合,通過比較擬合結(jié)果證實了本文方法的優(yōu)越性。對于自由曲