基于数学定义的圆柱要素公差数学建模与分析技术的研究
发布时间：2023-11-03 19:23
本论文在分析国内外计算机辅助公差设计技术的发展历史和研究现状的基础上，结合国家自然科学基金“设计和制造(工序)公差并行优化设计的研究”(59575076)及“综合公差计算机辅助设计系统的研究”(59705022)，以圆柱要素为研究对象对公差的数学建模与分析技术进行研究。论文的主要研究内容包括轴孔要素的公差数学建模、装配可行性分析及装配质量分析。 第一章：阐述了计算机辅助公差设计的发展历史和研究现状，讨论了本课题的研究背景和意义，结合国家自然科学基金提出了本论文的主要研究内容，给出了本文的总体框架和创新点。 第二章：建立公差数学建模基本理论。对国外几种主要的公差数学定义方法进行剖析，指出各自的优缺点。给出基于综合GPS标准ISO14660的公差数学定义中的一些基本概念与基本理论，如几何要素、公差带、点的空间运动、公差变换矩阵等。当同一要素存在多个形位公差要求时，建立各公差带之间的约束关系。 第三章：建立圆柱要素尺寸公差、形状公差、定向公差和定位公差的数学模型。首先，在ASME Y14.5.1M-1994公差数学定义的基础上，采用点集的形式用矢量方程严格定义国标中各...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 计算机辅助公差设计的发展历史
1.3 计算机辅助公差设计的研究现状
1.3.1 公差信息建模
1.3.1.1 公差数学模型
1.3.1.2 公差表示模型
1.3.2 公差分析
1.3.3 公差设计(公差综合)
1.4 课题的提出
1.4.1 公差数学模型
1.4.2 公差分析模型
1.5 本论文的主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 公差数学建模基本理论
2.1 引言
2.2 公差数学定义的方法
2.2.1 基于参数法的公差语义
2.2.2 基于公差带的公差语义
2.2.2.1 公差带的参数化定义
2.2.2.2 漂移公差带理论
2.3 基本定义与基本理论
2.3.1 基本定义
2.3.1.1 基于综合GPS标准ISO 14660的要素定义
2.3.1.2 形位公差带的定义
2.3.2 基本理论
2.3.2.1 实体的点集模型
2.3.2.2 点的空间运动
2.3.2.3 基于矩阵的公差模型
2.3.2.4 各公差类型之间的约束关系
2.4 本章小结
第三章 圆柱要素尺寸公差与形位公差的数学模型
3.1 引言
3.2 圆柱要素的尺寸公差数学模型
3.2.1 传统的尺寸公差语义
3.2.2 尺寸公差的数学定义
3.2.3 尺寸公差的数学模型
3.3 圆柱要素的形状公差数学模型
3.3.1 圆度(Circularity，Roundness)公差数学模型
3.3.2 圆柱度(Cylindricity)公差数学模型
3.3.3 直线度(Straightness)公差数学模型
3.3.3.1 轴线的直线度公差数学模型
3.3.3.2 素线的直线度公差数学模型
3.4 圆柱要素的定向公差数学模型
3.4.1 面对面(给定方向)的定向公差要求
3.4.2 线对面(给定方向)的定向公差要求
3.4.3 面对线(给定方向)的定向公差要求
3.4.4 线对线(给定方向)的定向公差要求
3.4.5 互相垂直的两个方向(给定方向)的定向公差要求
3.4.6 在任意方向上的定向公差要求
3.5 圆柱要素的定位公差数学模型
3.5.1 同轴度(Coaxiality)公差的数学模型
3.5.2 对称度(Symmetry)公差的数学模型
3.5.3 位置度(Position)公差的数学模型
3.6 本章小结
第四章 轴孔要素的装配可行性分析技术研究
4.1 引言
4.2 基本概念
4.2.1 基本定义
4.2.2 公差原则
4.3 相符性分析的充要条件
4.4 单轴孔要素的软件量规
4.4.1 轴的软件量规
4.4.1.1 按包容要求标注的轴
4.4.1.2 按最大实体要求标注的轴
4.4.2 孔的软件量规
4.4.2.1 按包容要求标注的孔
4.4.2.2 按最大实体要求标注的孔
4.5 双轴孔要素的软件量规
4.5.1 双轴的软件量规
4.5.2 双孔的软件量规
4.6 基于软件量规的装配可行性分析技术研究
4.6.1 提取点的生成
4.6.1.1 多维正态随机向量的抽样法
4.6.1.2 加工过程的概率分布与提取点的生成
4.6.1.3 拉丁超方格抽样
4.6.2 组合派生要素的获取
4.6.2.1 圆的拟合和圆心坐标的确定
4.6.2.2 轴线方程的拟合
4.6.3 装配可行性分析
4.7 本章小结
第五章 基于MDT的装配质量分析技术研究
5.1 引言
5.2 变动的三个来源
5.3 公差的传播
5.3.1 二维中的公差传播
5.3.2 三维中的公差传播
5.4 基于MDT的尺寸公差链自动生成方法
5.4.1 MDT支持的约束的基本类型
5.4.2 装配约束信息的获取
5.4.3 基于装配约束的装配实体及尺寸信息的获取
5.5 装配质量分析
5.5.1 矩阵约束链分析法
5.5.2 装配质量分析
5.6 包含几何变动的装配质量分析
5.7 本章小结
第六章 原型系统与应用实例研究
6.1 引言
6.2 实例研究一--工件实际表面仿真
6.3 实例研究二--软件量规在装配可行性分析中的应用
6.3.1 软件量规在单轴孔要素装配可行性分析中的应用
6.3.2 软件量规在多轴孔要素装配可行性分析中的应用
6.4 公差数学建模与装配质量分析实例
6.4.1 公差建模
6.4.2 基于装配图约束关系的尺寸公差链自动生成
6.4.3 公差分析
6.5 本章小结
第七章 结论和展望
7.1 全文总结
7.2 未来展望
参考文献
作者攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3859750
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 计算机辅助公差设计的发展历史
1.3 计算机辅助公差设计的研究现状
1.3.1 公差信息建模
1.3.1.1 公差数学模型
1.3.1.2 公差表示模型
1.3.2 公差分析
1.3.3 公差设计(公差综合)
1.4 课题的提出
1.4.1 公差数学模型
1.4.2 公差分析模型
1.5 本论文的主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 公差数学建模基本理论
2.1 引言
2.2 公差数学定义的方法
2.2.1 基于参数法的公差语义
2.2.2 基于公差带的公差语义
2.2.2.1 公差带的参数化定义
2.2.2.2 漂移公差带理论
2.3 基本定义与基本理论
2.3.1 基本定义
2.3.1.1 基于综合GPS标准ISO 14660的要素定义
2.3.1.2 形位公差带的定义
2.3.2 基本理论
2.3.2.1 实体的点集模型
2.3.2.2 点的空间运动
2.3.2.3 基于矩阵的公差模型
2.3.2.4 各公差类型之间的约束关系
2.4 本章小结
第三章 圆柱要素尺寸公差与形位公差的数学模型
3.1 引言
3.2 圆柱要素的尺寸公差数学模型
3.2.1 传统的尺寸公差语义
3.2.2 尺寸公差的数学定义
3.2.3 尺寸公差的数学模型
3.3 圆柱要素的形状公差数学模型
3.3.1 圆度(Circularity，Roundness)公差数学模型
3.3.2 圆柱度(Cylindricity)公差数学模型
3.3.3 直线度(Straightness)公差数学模型
3.3.3.1 轴线的直线度公差数学模型
3.3.3.2 素线的直线度公差数学模型
3.4 圆柱要素的定向公差数学模型
3.4.1 面对面(给定方向)的定向公差要求
3.4.2 线对面(给定方向)的定向公差要求
3.4.3 面对线(给定方向)的定向公差要求
3.4.4 线对线(给定方向)的定向公差要求
3.4.5 互相垂直的两个方向(给定方向)的定向公差要求
3.4.6 在任意方向上的定向公差要求
3.5 圆柱要素的定位公差数学模型
3.5.1 同轴度(Coaxiality)公差的数学模型
3.5.2 对称度(Symmetry)公差的数学模型
3.5.3 位置度(Position)公差的数学模型
3.6 本章小结
第四章 轴孔要素的装配可行性分析技术研究
4.1 引言
4.2 基本概念
4.2.1 基本定义
4.2.2 公差原则
4.3 相符性分析的充要条件
4.4 单轴孔要素的软件量规
4.4.1 轴的软件量规
4.4.1.1 按包容要求标注的轴
4.4.1.2 按最大实体要求标注的轴
4.4.2 孔的软件量规
4.4.2.1 按包容要求标注的孔
4.4.2.2 按最大实体要求标注的孔
4.5 双轴孔要素的软件量规
4.5.1 双轴的软件量规
4.5.2 双孔的软件量规
4.6 基于软件量规的装配可行性分析技术研究
4.6.1 提取点的生成
4.6.1.1 多维正态随机向量的抽样法
4.6.1.2 加工过程的概率分布与提取点的生成
4.6.1.3 拉丁超方格抽样
4.6.2 组合派生要素的获取
4.6.2.1 圆的拟合和圆心坐标的确定
4.6.2.2 轴线方程的拟合
4.6.3 装配可行性分析
4.7 本章小结
第五章 基于MDT的装配质量分析技术研究
5.1 引言
5.2 变动的三个来源
5.3 公差的传播
5.3.1 二维中的公差传播
5.3.2 三维中的公差传播
5.4 基于MDT的尺寸公差链自动生成方法
5.4.1 MDT支持的约束的基本类型
5.4.2 装配约束信息的获取
5.4.3 基于装配约束的装配实体及尺寸信息的获取
5.5 装配质量分析
5.5.1 矩阵约束链分析法
5.5.2 装配质量分析
5.6 包含几何变动的装配质量分析
5.7 本章小结
第六章 原型系统与应用实例研究
6.1 引言
6.2 实例研究一--工件实际表面仿真
6.3 实例研究二--软件量规在装配可行性分析中的应用
6.3.1 软件量规在单轴孔要素装配可行性分析中的应用
6.3.2 软件量规在多轴孔要素装配可行性分析中的应用
6.4 公差数学建模与装配质量分析实例
6.4.1 公差建模
6.4.2 基于装配图约束关系的尺寸公差链自动生成
6.4.3 公差分析
6.5 本章小结
第七章 结论和展望
7.1 全文总结
7.2 未来展望
参考文献
作者攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3859750
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