薄壁回转体几何尺寸测量的数据可视化研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要某种薄壁回转体零件是高速飞行器的关键部件，其制造精度是影响高速飞行器性能的直接因素。对薄壁回转体的外廓形、壁厚等几何参数进行精密测量是检验其制造精度的有效手段，此类三维复杂曲面的薄壁回转体零件，深径比大，对几何参数的测量精度要求高(微米级)，现有的测量设备和测量技术在精度和效率上都无法满足高性能薄壁回转体零件的研制需求，因此本课题组研发了高精度、高效率的薄壁回转体几何尺寸检测设各。本文就该设备检测数据可视亿的数学基础、方法与技术、软件编程实现等方面展开研究。针对薄壁回转体几何形状特点以及几何

2、尺寸测量精度要求，阐述了薄壁回转体外廓形和几何厚度测量原理，以及“一次装夹、两种测量、三轴联动”的总体设计方案。分析总结了数据可视化的曲线、曲面重构技术数学基础。对本论文研究的测量数据可视化技术将要运用的NURBS曲面重构、三次样条拟合和插值算法等数学方法，进行了详尽的表述和分析，为实现薄壁回转体测量数据的可视化作了重要铺垫。提出了一种薄壁回转体外廓型面数据可视化描述的NURBs酋面反求算法，根据该检测设备测得的外廓形数据，利用曲面型值点反求NUR．BS曲面控制点算法，并对节点矢量计算及边界条件构造进行了初步研究，给出

3、了此种薄壁回转体外廓型面M瓜BS表达方法。研究了基于三次样条曲线拟合及插值算法的壁厚测量数据可视化技术。针对壁厚区域检铡方式得到的数据，利用三次样条拟合测量母线，并采用插值算法计算测量区域网格点坐标、壁厚等数据，构建壁厚测量区域蓝面。开发了测量数据可视化软件系统。基于vC*6．0开发平台，利用OpenGL绽程技术，实现了测量数据预处理、薄壁回转体外廓型面可视化、壁厚误差三维云图和二维截面云图可视化。配置本测量数据可视化系统的薄壁回转体几何尺寸检测设备已经交付某单位应用，解决了此类薄壁回转体几何参数精密测量的难题。应用结

4、果表明，本测量数据可视化软件系统显示效果逼真，人机界面友好，输出数据准确，运行稳定。关键词：薄壁回转体；几何尺寸检测；可视化；曲面重构；0penGL薄壁回转体几何尺寸测量的数据可视化研究DatavisualizationresearchongeometrydimensionoftllillwallrevolvingbodyAbstractAkindofthinwallrevolvingbodyisakeypartinahighspeedaircraft．Itsmachini：agprecisioncoulddirect

5、lyaffectthestabilityofhighspeedaircraftsinflight．Measuringgeometryparameterssuchasprofileandttficknesspreciselyisaeffectiveins缸lzmcnttotestthemachiningprecisionofthethinwallrevolvingbody．Thethinwailrevolvingbodyisakindofthin-wallpartwithcomplexthrceMimcqasionsur

6、fhceand1argeratioofdepthandradius．Butthedemandofmeasuringpreciseforthegeometryparametersisverystrict(o．001mmlevel)．ResearchesOllthehi【曲performancethinwallrevolvingbodycouldnotbeaddressedbyexistingmeasuringequipmentsandtechniquesinaccuracyandefficiency．Soourresea

7、rchteamdevelopedahi曲precisionandhi曲efficiencythinwallrevolvingbodygeometrydimensionmeasuringfacility．Mathbase，softwareprogramsandtechnologytovisualizethedatagotbythefacilityareallresearchedinthispaper．Consideringthegeometrycharactersofthethinwallrevolvingbodyand

8、measuringprecisiondemandonprofileandthickness，measuringprincipleandthetotaldesignschemethatinstallingonce，me．ssui崦twiceandthreeaxislinkagearcintroduced．Mathemmicalgof