基于正交距离回归齿面的齿轮误差评定

为了通过测量齿面拓扑轮廓来获取特征线误差,提出了一种基于正交距离回归齿面的误差计算方法。对该方法涉及的实际齿面与理论齿面匹配算法、拓扑轮廓误差的计算与分解及齿面特征线误差的评定算法进行了研究。首先,通过坐标测量方法获取的齿面拓扑数据,建立包含回归齿面参数的非线性方程。然后,求解非线性方程得到回归齿面参数的最优近似解,从而得到与实际齿面匹配的理论齿面,拓扑测量点相对理论齿面的正交距离即为齿面拓扑误差。最后,基于齿轮误差多自由度理论,对实际齿面进行局部自由度及全局自由度回归,进一步分解出齿面的齿廓误差和螺旋线误差。以一标准圆柱直齿轮的齿面拓扑测量点数据为例进行了误差计算,结果显示:计算的结果与直接进行特征线测量的结果差值小于0.5μm,表明提出的基于正交距离回归齿面进行齿轮误差评定的方法是有效的,可以应用于坐标类仪器检测齿轮误差。     

结构可靠性分析的响应面方法比较研究

针对隐性功能函数下结构可靠性分析问题,将有限元数值分析(FEM)、响应面方法(RSM)和蒙特卡洛随机模拟(MCS)相结合,实现了隐性功能函数下结构可靠度的计算,其中响应面方法包括多项式响应面法(MRSM)和神经网络响应面法(ANN).以简支梁为例,阐明了该方法的具体实现过程,并以直接MonteCarlo模拟法计算结果作为相对精确解,对不同响应面法支持下的FEM-MRSM-MCS和FEM-ANN-MCS的计算结果进行了对比分析,得出两种响应面法均可满足工程要求,但在泛化能力和精度方面,神经网络响应面均优于多项式响应面,且神经网络响应面可以一次实现从多维空间向另一多维空间的映射,为多失效模式下隐性功能函数下复杂结构的可靠性分析提供了新的思路.     

利用人工神经网络测量零件三维表面轮廓的新方法

提出一种利用人工神经网络对零件三维表面轮廓进行非接触测量的新方法,介绍了光学系统、数据获取、训练反向传播神经网络确定系统映射函数以及零件三维曲面测量方法和实例。该方法可降低对测量系统精度的要求,并且不需要精确调整成像系统和预先精确测定系统参数。     

腐蚀结构损伤评估方法

针对腐蚀环境下老龄化飞机结构表面存在广布随机的腐蚀坑,而使其强度降低这一问题,先采用有限元方法并结合仿真软件ANSYS的参数化分析语言APDL,得到不同形状腐蚀坑底部的有效应力集中系数,然后结合局部应力应变法求解各个腐蚀坑底部在疲劳载荷作用下产生初始裂纹的萌生寿命值,再通过蒙特卡罗方法求解数值积分和非线性方程,得到和腐蚀坑具有相同寿命等效裂纹的尺寸,最后采用神经网络技术建立腐蚀坑各种几何尺寸与等效裂纹深度间的多变量非线性映射关系.为工程实践中用广布裂纹方法处理含随机分布腐蚀坑的老龄化结构提供可能.     

Pre-evaluation on surface profile in turning process based on cutting parameters

Traditional online or in-process surface profile (quality) evaluation (prediction) needs to integrate cutting parameters and several in-process factors (vibration, machine dynamics, tool wear, etc.) for high accuracy. However, it might result in high measuring cost and complexity, and moreover, the surface profile (quality) evaluation result can only be obtained after machining process. In this paper, an approach for surface profile pre-evaluation (prediction) in turning process using cutting parameters and radial basis function (RBF) neural networks is presented. The aim was to only use three cutting parameters to predict surface profile before machining process for a fast pre-evaluation on surface quality under different cutting parameters. The input parameters of RBF networks are cutting speed, depth of cut, and feed rate. The output parameters are FFT vector of surface profile as prediction (pre-evaluation) result. The RBF networks are trained with adaptive optimal training parameters related to cutting parameters and predict surface profile using the corresponding optimal network topology for each new cutting condition. It was found that a very good performance of surface profile prediction, in terms of agreement with experimental data, can be achieved before machining process with high accuracy, low cost, and high speed. Furthermore, a new group of training and testing data was also used to analyze the influence of tool wear on prediction accuracy.     

用齿条刃边测头在机测量大型齿轮齿向误差

对渐开线齿轮廓面特性进行了映射分析 ,介绍了齿条刃边测头在机测量大型齿轮齿向误差的基本原理及测量方案 ,建立了齿向误差的数据评定模型 ,并给出了测量实例     

基于分割球面逼近和差分进化的复杂曲面轮廓度误差评定

为了评定复杂曲面轮廓度误差,提出了一种快速简便的分割球面逼近方法。该方法用球面逐步逼近测点垂足所在的曲面片来求得测点到设计曲面的最短距离,然后利用差分进化算法优化测点位置,结合分割球面逼近方法最终求得复杂曲面轮廓度误差值。将分割球面逼近方法和差分进化算法相结合,用于计算蜗杆齿面的轮廓度误差,仿真结果表明,该方法计算精度高于最小二乘法,能满足高精度误差评定的需求。     

三维表面粗糙度的均方根斜率评定

基于分形几何理论,通过分析随机表面的轮廓谱矩和表面谱矩的特性,提出了三维粗糙表面的均方根斜率评定方法,并用平磨样块试验证实了该法的正确性。     

等距型面轴检测方法的研究

根据曲线拟合得到的等距型面方程分析了其廓形特征,以常规的三点测量法为基础,提出了一种新的等距型面轴检测方法,设计了一个新型检测系统。该法提高了测量的准确度和精度,该系统能够精确地测量出等距型面轴的评价参数。     

接触式二维形貌测量仪

在机械行业中,轴承、光学器件、计算机芯片等的运行状况均取决于其表面形貌的实际情况,采用二维形貌测量仪可以精密地对其进行测量.介绍了二维形貌测量仪的测量原理和结构设计,并提出了一整套设计思路和数据处理方法.     

齿轮误差三维评定方法

研究了齿轮误差三维评定方法,以消除测量仪器定位误差对齿轮误差评定的影响,提高齿轮测量仪器的测量精度。分析了传统齿轮二维评定方法的弊端,提出将齿轮误差评定从二维评定模式转变为三维评定模式。该评定模式不再要求齿轮各项误差测量点位于特征面内,实现了三维空间内的齿轮误差测量与评定。为提高齿轮三维误差评定算法的效率,通过螺旋降维方法将三维数据降至二维数据,再对二维测量数据进行各项误差的评定。以特大型齿轮激光跟踪在位测量系统作为实验对象,对4级标准齿轮的齿廓误差进行了测量,并与传统的齿轮二维误差评定方法以及德国ZEISS公司InvolutePro软件的评定结果进行了对比。结果表明:传统齿轮二维误差评定方法有较大误差,三维齿廓评定方法与德国ZEISS公司InvolutePro软件评定结果一致,精度达到0.1μm,证明了提出的齿廓误差三维评定方法完全正确,可以消除仪器定位误差对测量结果的影响,提高了测量仪器的测量精度。     

基于仿形测量和误差补偿处理的模具逆工程曲面重构

阐述了逆工程的概念、组成及实施的关键技术 ,重点讨论了逆工程仿形测量技术、误差补偿处理、以及基于测量数据的曲面重构技术 ,包括测量数据预处理、曲线拟合及曲线的光顺处理、曲面的拟合以及结果的检测与评估。以变矩器叶轮叶片芯模具为实例 ,就逆工程技术在模具快速设计与制造方面的应用做了初步的探讨。     

导弹天线罩廓形误差评定研究

为实现对导弹天线罩这类薄壁复杂回转体进行测量,研制了导弹天线罩几何参数测量仪.就测量数据的误差处理,探讨了应用鞍点规划的方法对天线罩廓形误差进行评定、给出了评定的线性鞍点规划模型、评定的最小条件,以及具体的操作方法.     

A study of surface wearing ability in relation to some technological factors I. Test method and the effect of the direction of surface finishing

Two methods for the evaluation of the ability of a finished steel surface to wear a standard specimen are given, one in a differential form and the other in finite increments. It is shown that under certain conditions both approaches give similar results. The influence of the direction of finishing in grinding and turning on surface wearing ability is considered. As well as inherent roughness measured perpendicular to the finishing direction (centre-line average value) finishing defects which are not registered by the measuring apparatus influence the wearing ability of the surface.     

基于影像测量法的渐开线圆柱直齿轮齿形误差评定新方法

针对现行齿形误差测量方法误差来源多、存在评定原理误差等缺点,提出一种利用JT12A-A型数字式投影仪采集测量数据,实现渐开线圆柱直齿轮齿形误差评定的新方法。理论分析和实验结果表明,该方法具有数据采集精度高、测量过程人工干预少、评定方法不存在原理误差、评定精度高等优点。     

基于随机有限元的薄板结构可靠度研究

运用将随机分析理论与有限元相结合的随机有限元理论,编制了考虑材料的强度、板元的厚度和外载荷均为随机变量的二维平面问题随机有限元程序,研究了其在板壳结构可靠度计算中的应用,并通过简例进行了结构可靠性分析,最后用Monte-Carlo法检验了这种数值解法的相对精度,从而验证了所论方法和编制程序的有效性.     

弹塑性断裂随机分析的工程方法

为解决弹塑性断裂随机分析的参数计算问题，发展了前人的“弹塑性断裂力学工程方法”。以单边裂纹板为例，应用随机有限元进行全塑性无量纲断裂参数及其对基本随机变量变化率表值的计算，借助表值，通过插值进行断裂参数的计算和弹塑性断裂随机分析。结果表明工程估算方法与直接随机有限元方法所得结果较接近。     

An optical measurement of surface profile

With the recent advances in generating extremely smooth surfaces, new surface metrologies are needed to stay one step ahead. This paper describes a non-contact optical instrument for measuring surface profile with a height sensitivity of the order of 1 Å. The measurement technique, including pertinent design considerations, is outlined and measurements of polished and single point diamond machined surfaces are shown. The limitations as well as the potential impact of this technique are also discussed     

自由曲面测量中曲面匹配的建模及算法分析

为了更好地消除自由曲面测量中的定位误差 ,提出了一种新型的、有效的基于最大最小原则的自由曲面匹配的数学模型。通过曲面的旋转、平移以及改进的坐标轮换法完成对实测曲面的预定位、精调整 ,较好地解决了曲面匹配的问题 ,为测量自由曲面轮廓度误差提供了良好的方法。论文最后的运行实例论证了该算法的正确性及可靠性