本文应用非均匀有理B样条曲面技术实现了透平叶栅非轴对称端壁的参数化几何造型，并且以iSIGHT^TM商业软件为优化设计平台，结合NUMECA软件进行数值模拟，构建了非轴对称端壁的气动优化设计系统。应用该系统对某级透平静叶轮毂端壁进行了非轴对称端壁造型的气动最优化设计。结果表明，非轴对称端壁造型将改变端壁附近的压力分布，使透平叶栅气动性能得到改善。

针对圆柱度的精密测量,设计了基于三点法误差分离技术的圆柱度测量系统。阐述了三点法圆柱度测量原理和测量系统的组成,以AT89C52 MCU为核心,设计了高精度的数据采集单片机系统,采用模块化实现了数据采集、串行通信以及误差信号的分离、重构和评定等功能系统软件设计;重构时利用OpenGL图形库的NURBS曲面函数构造实际圆柱面,使被测圆柱面的三维显示效果更加直观、逼真。

T30液力变速箱为轨道车辆液力变速箱,装载于JW-4型接触网作业车上。液力变速箱由液力传动部分和机械传动部分组成,液力传动部分主要部件为液力变矩器和液力偶合器。在液力变矩器的设计过程中运用反求工程技术能够得到精确的三维数字模型。运用光电非接触式三坐标扫描测量仪对叶轮进行扫描得到叶轮表面点云数据,并在此基础上运用NURBS曲面重构方法对叶片进行重构。为验证叶轮重构精度,对叶轮模型进行误差分析,分析结果表明重构的叶轮精度达到预期。

为提高螺旋锥齿轮的加工精度,提出双正交B样条小波的优化设计方法。以球面渐开线的形成理论为依据,运用MATLAB获取齿面离散点数据。利用双正交B样条小波去除齿面高频细节特征信息,保留低频主体特征信息,重构出一组更合理、有效的齿面离散点。将重构的数据点通过NURBS曲面进行精确拟合后,得到具有较低高斯曲率和较低复杂程度的齿面。将该方法获得的齿面数字化模型进行数控加工并对精加工后的齿面运用三坐标测量仪进行测量和误差分析。结果表明

飞机理论外形曲面往往由多个曲面片接合构成,为实现接合区域曲面的局部重构,首先将曲面离散成规则的点,然后基于CATIA软件曲面造型功能构建网格曲面,同时提出基于逆向点云快速构建曲面的思路,生成单一、最小包络零件几何体的矩形曲面,实现了曲面控制点数与曲面光顺和重构精度的最佳匹配,并对曲面拟合误差、重构曲面品质进行了分析。

针对大型自由曲面的薄壁件在加工中易发生变形的问题,提出了结构模块化仿形定位/支撑,真空吸附夹紧的装夹理念——夹具定位/支撑面与被加工曲面的某几个局部区域保持一致,真空吸附保证这些区域夹紧力均匀。文中建立了曲面薄壁件的几何模型,利用有限元对薄壁件进行变形预测。通过ANSYS的APDL语言和遗传算法相结合的寻优途径,实现定位/支撑模块所需数量最少、布局方式最优的状态。