为了提高片层体积无损测量装置实验精度,建立了实验装置误差模型并对误差补偿进行研究。运用多体系统理论的齐次矩阵变换在平口钳、运动平台、夹具上建立各自坐标系,对实验平台各相邻构件几何误差进行系统分析,并根据误差传递关系,建立了实验装置综合误差模型。基于点在空间坐标系下矢量表达的补偿方法,通过测量辨析,完成了对误差补偿模型参数的确定。通过补偿验证,实验装置精度获得了较大提升。表明该方法能有效地对实验装置误差进行补偿,为实验数据采集提供精度保证。

研究焊缝形式对拼焊板的性能和成形性的影响,利用ABAQUS有限元软件仿真和进行单向拉伸试验对激光拼焊板强度、综合延伸率进行分析、验证,对拼焊板基板板材、焊缝及其焊缝热影响区进行金相学和硬度研究,运用Dynaform有限元软件对其冲压成形极限进行仿真并进行冲压试验来验证焊缝对拼焊板成形性的影响。试验结果表明,对于同质同厚不同焊缝形式的拼焊板板材拉伸断裂均发生母材处,且折线焊缝拼焊板比其直线和圆弧焊缝形式拼焊板的抗拉强度都高,抗拉强度最高的为θ=20°的折线焊缝形式。焊缝处的硬度增加导致延伸率明显低于基板板材,不同焊缝形式的冲压成形极限普遍低于基板板材,且对比相同焊缝形式不同厚度的拼焊板,厚度越大的成形极限越高。对于有焊缝的板材中,板材材料厚度1mm且焊缝形式为θ=20°折线焊缝时成形极限最大。

针对新型三维无损测量装置为实现自动对片层体积精确测量,对装置控制系统进行软硬件设计开发。提出了基于伺服控制技术,西门子PLC控制器、精密电子分析天平等组合为下位机、Labview开发的测控软件为上位机,形成数据之间的交互通信进行精密闭环定位自动控制。通过实验表明,在该控制系统的控制测量下,被测件每一层允许的测量网格数量误差值均控制在(5~7)%之间,符合无损测量的数据精度要求,即该系统能有效实现对待测件的片层体积测量,为后期三维重构提供精确的数据保证。

介绍了一种基于网格片层体积无损测量的反求工程方法和测量原理,建立并研究了该测量方法的数学模型及其求解算法。提出了一种用于解决大规模稀疏方程问题的改进离散二进制粒子群算法(BPSO),构建了基于虚拟网格单元的多方向片层体积的大规模稀疏方程模型,构造了优化目标函数,设计了基于改进BPSO算法的智能求解算法和基于网格片层体积测量的模型求解系统。通过实验验证分析,表明了改进离散粒子群算法对基于网格片层体积无损测量求解模型有效可行,改进算法具有良好的寻优性能。