基于ug的三元整体叶轮的曲面造型设计开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目基于UG的三元整体叶轮的曲面造型专业名称机械设计制造及其自动化班级学号068105301学生姓名陈丽指导教师于斐填表日期200年月日7一、选题的依据及意义：曲面造型(SurfaceModeling)是计算机辅助几何设计(ComputerAidedGeometricDesign,CAGD)和计算机图形学(ComputerGraphics,CG)中最为活跃、同时也是最为关键的学科分支之一，是随着航空、造船、汽车、动力、能源等现代工业发展与计算机的出现而产生和发展起来的一门新型

2、学科，主要研究在计算机图像系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。同时曲面造型又是计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM)的基础。一些复杂的物体表面，如齿轮齿面、涡轮机叶片、飞机机身、汽车车身、螺旋桨叶片、模具型面等空间曲面都属于自由曲面，大多不由初等解析曲面组成，而是以复杂自由变化的曲线曲面即所谓自由曲线曲面的形式表示的.另一方面，随着人们生活水平的提高，市场竞争的加剧，对产品的要求越来越高，不仅要求产品功能越来越适用.而且要求产品外部造型优美，能够顺应时

3、代欣赏水平的发展，而这些形状的实现都要使用复杂的自由曲面。自由曲面形状复杂，不能用简单的曲面数学模型来表示，许多年来人们不断的探索方便、灵活、实用的自由曲面的造型方法。而且具有自由曲面的零件的生产，一般来说是单件或小批量生产，传统的加工方法是由毛坯制造、砂轮打磨、样件检验等主要工序组成，这个过程周期一般较长，工人劳动强度大，而且不易保证加工精度，材料和工装设备浪费现象严重近年来，随着大量进口数控机床的引进和国产数控机床的研制，目前我国拥有的数控机床和加工中心中，三坐标机床占主流，四轴或五轴联动的数控

4、加工机床也在逐渐涌现。这些使得具有自由曲面的零件的加工精度和加工效率都得到了很大的提高，而加工难度和劳动强度也随之大幅度减小。虽然目前出现了许多CAD/CAM软件，但是其普及程度并不高。一方面是因为这些软件所提供的通用模块并不完全符合实际生产的需要，另一方面一些数控机床附带软件其各个模块大多都进行了封装，只能完成某些特定的功能，用户无法对其进行二次开发以添加满足用户实际需要的功能，用户只能向软件开发公司定制，制约了对核心技术的掌握和生产的发展。自由曲面的制造己开始迈入计算机辅助制造的行列，要进行自由

5、曲面的数控加工，首要任务是进行自由曲面的构造。这就对自由曲面的造型技术提出了较高的要求。由于工程实际中给定型值点的自由曲面型面是典型的三维曲面，求解数控加工此类曲面的关键在于构造满足数控加工需要的自由曲面。自由曲线曲面造型方法经历了参数样条方法，孔斯曲面，贝塞尔曲面，B样条曲面，直到当前CAD/CAM系统中曲面造型的主流方法:NURBS曲面造型方法。NURBS造型方法通过控制点建立自由曲面的数学模型，统一了有理曲面和非有理曲面的数学描述，而且可以通过调整局部的控制点和权因子来局部修改自由曲面的形状，

6、有利于方便的对曲面进行部分修改，所以逐渐成为自由曲面造型理论的主流方法[2]。为后续的自由曲面的数控加工创造便利条件。7二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1963年美国波音(Boeing)飞机公司的弗格森(Ferguson)首先提出了将曲线曲面表示为参数的矢函数方法。他最早引入参数三次曲线，构造了组合曲线和由四点的位置矢量及两个方向的切矢定义的弗格森双三次曲面片。从此曲线曲面的参数化形式成为形状数学描述的标准形式。1964年美国麻省理工学院(MIT)的孔斯(Coons)发表了一个具有一般性

7、的曲面描述方法，给定围成封闭曲线的四条边界就可定义一块曲面片。1967年，孔斯进一步推广了他的这一思想。但是前述两种方法对曲线、曲面的形状不易控制;修改任意一个型值点都会影响整条曲线和整张曲面的形状，且形状变化难以预测，即不具备局部性。因此这两种方法都属于构造插值曲线和插值曲面的方法，不适用于进行曲线或曲面的设计。1971年法国雷诺(Renault)汽车公司的贝齐尔(Bezier)提出一种由控制多边形设计曲线的新方法。设计员只要移动控制定点就可方便地修改曲线的形状，而且形状的变化完全在预料之中。贝齐

8、尔方法简单易用，又漂亮地解决了整体形状控制问题，把曲线曲面的设计向前推进了一大步，为曲面造型的进一步发展奠定了坚实的基础。但贝齐尔方法仍存在连接问题和局部修改问题。1972年，德布尔(de-Boor)总结给出了关于B样条的一套标准算法，1974年美国通用汽车公司的戈登(Gordon)和里森费尔德(Riesenfeld)又把B样条理论引入曲线曲面设计系统，B样条方法几乎继承了贝齐尔方法的一切优点，贝齐尔曲线曲面被看作为B样条曲线曲面的一种特例，而B样条方法比贝齐尔方法更