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船体外板展开的保形映射法研究

作　者: 庞林
导　师: 刘玉君；纪卓尚
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 船体外板非均匀B样条曲面表达保形映射法曲面展开裂缝
分类号: U671
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

水火弯板加工工艺有着成形后不易反弹，而且便于多次加工修正等优点，从而引起了整个造船行业的关注，近年来国内外对船体复杂曲面钢板自动水火加工成形课题都进行了大量的研究，目的就是为了实现该加工过程的自动化。通过前人的努力，水火弯板技术及其自动化已经得到了很大的发展。但在目前的条件下，还不能使钢板在加工中达到一次成形，这就涉及到二次加工的问题。如果能为二次加工提供准确有效的数据，将可以起到提高加工精度、保证曲板成形质量的目的。为解决这一问题，本文在前人工作的基础上在以下几个方面进行了研究： 1、对曲面表达的研究。由于生产和试验所用的板材大都是不可展的复杂曲面，因此，本文应用非均匀B样条的知识，并运用反算控制顶点的方法将不可展曲面用四边形网格表示出来，从而实现船体外板的三维表达。 2、对曲面展开的研究。在完成曲面表达的基础上，运用保形映射的方法，以保持曲面展开前后形状不变为原则，将表达好的复杂网格曲面展开到平面上，实现由三维向二维的映射。 3、对展开裂缝的研究。在实现曲面展开的时候，通常会在平面上出现裂缝。此处，裂缝宽度即为水火加工船体外板时所需要的收缩量。本文将计算出各裂缝的宽度值，为二次加工提供数据。 4、对运用方法的验证。以船厂实船板为例子，对该板进行表达和展开，并计算其展开裂缝宽度，以验证本文所运用方法的可行性。

全文目录

0 前言  7-12
  0.1 课题的意义  7-8
  0.2 船体外板曲面表达的发展  8
  0.3 曲面展开方法的发展和现状  8-10
    0.3.1 曲面展开技术的重要意义  8-9
    0.3.2 几种常见的曲面展开方法  9-10
  0.4 本文研究的主要内容  10-12
1 系统的构成与功能  12-13
  1.1 系统功能  12
  1.2 系统构成  12-13
    1.2.1 输入模块  12
    1.2.2 网格划分模块  12
    1.2.3 曲面展开模块  12
    1.2.4 裂缝计算模块  12
    1.2.5 误差计算模块  12-13
2 曲面表达  13-34
  2.1 B样条  13-15
    2.1.1 B样条的发展  13
    2.1.2 B样条的定义及其性质  13-15
  2.2 B样条曲线  15-26
    2.2.1 B样条曲线的定义域  15
    2.2.2 B样条曲线方程  15
    2.2.3 B样条曲线的性质  15-16
    2.2.4 各种类型的B样条曲线  16-17
    2.2.5 B样条曲线的计算  17-21
    2.2.6 B样条插值曲线的反算  21-26
  2.3 B样条曲面  26-30
    2.3.1 B样条曲面方程  26
    2.3.2 B样条曲面的正算  26-27
    2.3.3 B样条曲面的反算  27-30
  2.4 边界条件的选取  30-31
  2.5 曲面表达过程流程图  31-32
  2.6 实例  32-34
3 曲面展开  34-50
  3.1 曲面展开的原则  34
  3.2 保形映射参数化  34-43
    3.2.1 三角形网格曲线  34-35
    3.2.2 参数化  35-36
    3.2.3 重心映射  36-39
    3.2.4 特殊参数化  39-41
    3.2.5 保形映射参数化  41-43
  3.3 算法描述  43-49
    3.3.1 单元局部保形映射  43-46
    3.3.2 列单元的展开  46-47
    3.3.3 各列单元的拼接  47-48
    3.3.4 裂缝宽度计算  48-49
    3.3.5 误差计算  49
  3.4 曲面展开过程流程图  49-50
4 算例  50-60
  4.1 算例1  50-52
  4.2 算例2  52-55
  4.3 算例3  55-57
  4.4 算例4  57-60
5 回顾与展望  60-62
  5.1 回顾  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-64
致谢  64-67

船体外板展开的保形映射法研究

内容摘要

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