【摘要】：經(jīng)過多年來的發(fā)展，反求工程作為先進制造技術(shù)的一個重要研究領(lǐng)域，其理論研究不斷深入，應用范圍不斷擴大，在CAD／CAM系統(tǒng)中的獨立研究分支地位不斷加強，各國都將其作為提升產(chǎn)品創(chuàng)新設計和制造水平的重要途徑之一。 本文以新疆自治區(qū)“十一五”重大科技專項“制造業(yè)信息化工程”和高校科研重點項目“巨大尺寸復雜零件逆向重構(gòu)研究及應用”為背景，以大尺寸復雜零件：風機葉片、石油鉆頭、采棉機摘錠為對象，就反求過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了理論研究和實踐應用兩個方面的工作。 與一般零件的反求過程相比較，大尺寸復雜零件的反求過程即有相似性又有一定的特殊性。本文深入研究了包括數(shù)字化測量方法、點云數(shù)據(jù)精簡、復雜曲面重構(gòu)等在內(nèi)的反求工程中各項關(guān)鍵技術(shù)，在對各環(huán)節(jié)采用的方法進行總結(jié)的基礎上進行了改進和創(chuàng)新，以適應大尺寸復雜零件的反求特點。在數(shù)字化測量與數(shù)據(jù)處理方面，本文主要研究了光學掃描測量的方法和原理，提出了針對大尺寸復雜零件的具體測量方法及測量路徑規(guī)劃原則；以點云數(shù)據(jù)處理方面，以該領(lǐng)域內(nèi)常用的包圍盒法、隨機采樣法、均勻柵格法等數(shù)據(jù)簡化算法為基礎，本文提出了一種基于曲率變化的數(shù)據(jù)簡化算法。該算法可以在均勻與非均勻分布的點云內(nèi)搜索各點鄰域并估算曲率，根據(jù)曲率實現(xiàn)點云精簡。通過對具有復雜曲面的石油鉆頭點云的精簡實驗，獲得了較為理想的簡化結(jié)果；模型重構(gòu)方面，在研究三角Bézier曲面重構(gòu)和四邊域上標準的NURBS參數(shù)曲面重構(gòu)兩種方法的基礎上，提出了改進的三維空間劃分算法，并以此為基礎利用Coons曲面作為過渡曲面，將三角Bézier曲面轉(zhuǎn)化為NURBS曲面，提高了曲面重構(gòu)的靈活性和適應性，同時保留了與CAD／CAM系統(tǒng)良好的兼容性。 在反求工程技術(shù)的實踐應用方面，本文結(jié)合新疆地區(qū)特色，利用相關(guān)數(shù)字化測量設備及數(shù)字化技術(shù)、曲面重構(gòu)技術(shù)完成了風電行業(yè)大尺寸零件—風機葉片的數(shù)字化測量，完成了石油鉆采工具—石油鉆頭的反求，完成了農(nóng)業(yè)機械—采棉機的關(guān)鍵部件摘錠的反求。 此外，根據(jù)新疆大型采棉機關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化的實際需求，將反求工程的思想應用于關(guān)鍵零部件—摘錠的材料反求，通過對摘錠實體內(nèi)部材料電子掃描電鏡（SEM）及能譜的檢測，反求出了其材料的成分，為進一步提高摘錠的工作性能，利用快速成型等先進制造技術(shù)進行制造提供了重要參考依據(jù)。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH16

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊志文,王晉疆,徐榮偉;大尺寸工程型面檢測[J];長春理工大學學報;2002年02期

2 周來水，張樂年;NURBS曲面的過渡曲面生成[J];工程圖學學報;1996年02期

3 趙勇,廖延彪,賴淑蓉;復雜輪廓表面激光檢測及三維重構(gòu)技術(shù)的研究[J];光學技術(shù);2002年02期

4 王宏濤,周儒榮,張麗艷;現(xiàn)代測量方法在逆向工程數(shù)據(jù)采集技術(shù)中的應用[J];航空計測技術(shù);2003年04期

5 ;RESEARCH ON NURBS SKINNING SURFACE VIA COMPLEX CURVES[J];Chinese Journal of Aeronautics;1996年02期

6 安軍,劉桂雄,范勁松,劉義剛,鄭時雄;基于新穎曲面測量技術(shù)下的自由曲面建模方法[J];華南理工大學學報(自然科學版);1999年09期

7 彭芳瑜,周云飛,周濟;基于廣義能量法的曲面光順[J];華中科技大學學報(自然科學版);2002年02期

8 張鵬;肖金;程永奇;;面向逆向工程模型重構(gòu)的特征技術(shù)及其特征模塊的開發(fā)[J];機床與液壓;2009年07期

9 冀世軍;王揚;呂漢明;;三角形網(wǎng)格多面體空間四邊界區(qū)域的數(shù)據(jù)參數(shù)化[J];吉林大學學報(工學版);2009年02期

10 周來水，張樂年，周儒榮;NURBS造型方法的研究與實現(xiàn)[J];計算機輔助工程;1996年04期

相關(guān)博士學位論文 前5條

1 邱彥杰;反向工程中自動精確模型重建的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學;2011年

2 劉云峰;基于截面特征的反求工程CAD建模關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學;2004年

3 黃運保;測量點集曲面重建若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2004年

4 慈瑞梅;基于CMM測量數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];南京理工大學;2006年

5 譚昌柏;逆向工程中基于特征的實體模型重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2006年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 杜佶;徑向基函數(shù)在逆向工程中的應用研究[D];南京航空航天大學;2005年

2 王勝玉;自由曲面重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];蘭州理工大學;2008年

3 魏煜鋒;風力發(fā)電機組葉片三維模型自動成型系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D];新疆大學;2010年

本文編號：2789151