文档介绍：北京化工大学
硕士学位论文
双螺杆挤出机端面曲线设计理论的研究与曲面重建
姓名:于游洋
申请学位级别:硕士
专业:应用数学
指导教师:刘慧
20060412
双螺杆挤出机端面曲线设计理论的研究与曲面重建摘要线法应用简便,因此我们采用包络法设计了三种新型螺杆元件,并对这样在实际应用中,就可以根据流场的要求来设计螺杆的端面曲线。关键词:全啮合异向旋转双螺杆,端面曲线设计,流场分析,逆向工本论文主要由两部分内容组成。首先,通过研究异向旋转双螺杆端面曲线设计原理,得出任意曲线存在共轭曲线的代数条件。并用齿型法线法和包络原理推导出共轭曲线数学模型。由于包络法比齿型法其分别进行了流场分析。通过比较这三种螺杆的流量,压力场及平均剪切速率场的情况,初步归纳出螺杆端面曲线对于流场的影响因素。论文的第二部分应用逆向工程原理,在计算机上重建螺杆三维造型。首先通过三维线激光扫描仪获得原始数据点;并对初始数据点云进行预处理,通过切片去噪等步骤减少数据量,提高运算效率。然后对分组处理后的数据点进行角度排序和坐标排序,用醵耘判蚝的数据点进行拟合。最后,本文对重建曲面进行了误差分析,提出了一种新的误差度量方法,即中点、重心误差度量法;此方法运算效率高,并在一定程度上可以衡量曲面重建效果的好坏。因此有很强的实用性。程,曲线曲面重建,
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第一章概述文献综述双螺杆的设计现状与发展情况作为聚合物主要加工设备的双螺杆挤出机,以其良好的混合性能,高效的熔融塑化效率在聚合物加工业中得到了广泛的应用。双螺杆挤出机是在”!弊中位仓胁⑴虐沧暗牧礁莞耍ü懈莞酥间的相互作用来增强混合,输送效果的挤出机,从第一代用于塑料挤山的双螺杆挤出机至今,双螺杆挤出机已经被广泛应用于各种不同的高聚物加狭煊颍⑷詹生了多种多样的类型。从不同角度,双螺杆挤出机的分类有多利椒ǎ喊戳礁杆的啮合状态,它可分为啮合和非啮合两种,按螺杆旋转方向可分为同向和异向两种,按两种螺杆的螺棱顶部、螺槽根部宽度的关系,可分为兆轭和非共轭两种,按机筒形状还可分为平行双螺杆和锥形般螺杆挤出机。传统的双螺杆设计方法是基于相对运动学原理的设计方法,自年以来,北京化工大学刘慧””“教授从微分几何学理论出发,对常规和非常规懵莞思负卧型,端面曲线、法面截线三维立体形状进行了深入的研究并开发了相应的软件。基于经典儿何学以及微分几何学理论,对机械设计中动态啮合理论的研究,提供了同向和异向全啮合双头双螺杆挤出机的端面、轴向和法向截线的数学模型,并建立了双螺杆的三维数学模型。同时刘慧‘”教授对同向和异向双螺杆挤丛拥四面体间隙进行了深入的研究,研究了四面体间隙的形状、体积,建立了相应的数学模型。而且对构成间隙的曲面进行了合理简化,创立了一种新的曲面拟合方法,为间隙曲面方程的实用性提供了保证。间隙体积与形状模型的建立为进一步研究挤出过程流场的变化提供了边界条件。同时完成了相应的螺杆设计和动态仿真的计算机软件开发鳌北京化工大学江波““”教授、耿孝正““”教授等国内专家对双螺杆挤出机的性能和流场进行了系统的分析和计算模拟。对双螺杆挤出机的各部件进行了全面的北京化工大学硕士研究生学位论文
分析和研究。随着计算机技术的不断发展以及可视化技术的提高,双螺杆设计将逐渐走向可视化的技术发展。.嫦蚬こ汤砺郏肿醇胺⒄逆向工程又称反向工程”最早应用于汽车、飞机等制造业,由于其行业产品的表面多为自由曲面,难以用精确的数学模型描述,,最后测量模型,依次进行产品的试制。早期由于采用传统的手工测量方法,存在着效率低,拟合精度差的缺点,在一定程度上制约了逆向工程的发展。从年代开始,随着计算机,痗技术及高精度的测量仪的发展,测量效率和精度都有了很大提高,使得逆向工程技术在实践中获得了广泛的应用。“”“⋯。逆向工程主要包括两方面内容““:数字化技术和曲面重建技术。数字化技术,即利用测量装置采集实物模型表面数据。曲而重建是根据测量得到的反映几何形体特征的