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  • 【论文】 连续油管侧钻开窗几何仿真方法研究

    作者:彭雄文 关键词:连续油管侧钻 ; 窗口形状 ; 几何仿真算法 ; 铣鞋 机构:长江大学 ; 长江大学 年份:2018
    摘要:连续油管侧钻开窗是石油开采、开发过程中提升油气采收率、同时也是提高油气产能非常重要的手段。这种技术投资少、经济效益高,不仅能够缩短钻井的工艺周期,而且可以节省钻井作业中所产生的成本。在连续油管侧钻开窗过程中,窗口的形状会影响工具的通过,以及中靶的成功率。如果窗口不合理,必然会使工具难以通过窗口,可能无法顺利控制井眼轨迹,当然也就不能中靶等一系列的问题。因此,合理的窗口形状,有利于连续油管的通过,避免多次起下,也有利于侧钻的中靶率。为研究侧钻开窗中窗口的形状规律,本文综述了国内外连续油管侧钻开窗的发展现状,发现关于侧钻开窗的文献很多,但对侧钻开窗窗口形状的研究却很少。很多研究者对于侧钻窗口形状的研究是以二维平面进行的,一方面,这样只是得到了开窗工具在套管上的切口形状,无法知道工具伸出套管外部分的情况,因而无法确定窗口的通过率以及合理性;另一方面,工具的形状对形成窗口形状也会有一定的影响。为了更加准确的研究侧钻窗口的形状,本文采用三维模型进行研究。本文首先确定连续油管开窗工具的参数。针对单一角度与多角度两种斜向器的特点,选择多角度的斜向器进行研究,并设定了各段斜面的高度和角度。根据铣鞋的设计要求,对铣鞋组合进行了选择。本拟选择双铣鞋组合进行研究,其中引领铣鞋为金刚石铣鞋,扩眼铣鞋为硬质合金铣鞋,并设定了铣鞋的相关参数。其次,建立三维模型研究铣鞋与套管相交的结果。以简单的两个回转体模型-圆柱面与圆柱面斜向相交的模型来研究其变化规律,设计两模型相交的几何仿真算法。为求解模型相交后的结果,作了如下几步的算法设计:三维网格模型的建立,三角形单元之间的交点求解、交点的分类及数据结构、交点在三角形单元中的分布、交点三角形单元的细分和边线确定、无效面的删除算法、模型重构等。再次,建立侧钻开窗的二维示意图,包括铣鞋与斜向器和套管接触的关系,通过几何关系推导相关的计算公式,研究刚性情况下铣鞋在侧钻过程中的运动轨迹以及其沿水平方向方位角的变化规律。最后,采用二维模型和相关实例计算窗口的形状并分析其结果,指出该方法的缺点。接着采用三维模型,利用前文设计的几何仿真算法研究窗口形状。由于模型网格数量过于庞大,而且程序对网格处理的算法未进行优化,计算时间太长,因此,简化三维模型代替铣鞋与套管的三维模型,计算相关的实例,验证算法的可行性。
  • 【期刊】 基于SolidWorks的滚齿过程几何仿真及切削力计算

    刊名:组合机床与自动化加工技术 作者:吕盈 ; 张松 ; 李剑峰 ; 田昆 关键词:几何仿真 ; 滚齿 ; 切削力 ; 有限元仿真 机构:山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室 ; 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室 年份:2017
    摘要:滚齿切削力是制定合理的切削用量、优化刀具几何参数的基础,为研究滚齿切削力,提出了基于Solid Works的滚齿过程几何仿真及切削力计算方法。首先以Solid Works软件为平台建立齿坯、滚刀刀齿三维模型,实现滚刀刀齿对工件进行加工的可视化过程,获得加工后的工件以及产生的切屑的三维模型。然后用两种方法计算每齿切削力:通过提取切屑三维模型表面上的坐标点,利用切屑形状计算切削力的大小;将获得的工件三维模型导入ABAQUS中进行滚齿过程有限元仿真,计算滚齿切削力。最后将二者的结果进行对比分析,验证计算结果的正确性,为滚齿切削参数的选取奠定基础。
  • 【论文】 基于OpenGL的数控铣削加工几何仿真关键技术研究

    作者:陈加婷 关键词:几何仿真 ; OpenGL ; 数控 ; 铣削加工 机构:哈尔滨理工大学 ; 哈尔滨理工大学 年份:2015
    摘要:随着计算机与先进制造技术的不断发展,虚拟制造技术应运而生。作为虚拟制造技术的重要组成部分,数控加工仿真技术被广泛应用。几何仿真是数控加工仿真的关键部分,加工中出现的过切等错误在几何仿真中能够真实地反映出来。几何仿真不但能够为物理仿真打下基础,在保证零件加工质量,提高生产效率等方面也发挥着重要的作用。因此对数控铣削加工几何仿真进行研究具有重要的理论和现实意义。 本文对数控铣削加工几何仿真进行了研究,提出了将OpenGL和UG相互结合的方法,解决了OpenGL难以建立复杂模型的问题。基于UG软件平台建立了实体模型,通过UG软件的二次开发技术,利用程序设计法创建了几何模型库,并应用Access数据库实现对几何模型库的管理与调用;利用参数法构造刀具轮廓模型,提出改进剥离法建立刀具扫描体模型,通过毛坯与刀具扫描体之间的布尔差运算来实现工件几何体的高效实时更新;提出了快速消隐算法,实现了仿真图形的快速更新,利用OpenGL的局部刷新技术实现实时动画显示;并应用改进的包围盒碰撞干涉检测算法来检测刀具、工件和机床之间的干涉碰撞;最后,基于VC++6.0开发平台,结合数据库的调用,开发了数控铣削加工仿真系统。 通过对几何仿真关键技术的研究,解决了仿真速度较慢、显示效果较差等问题,并且对实际的加工具有一定的指导作用,最终达到了降低产品的次品率,缩短产品的生产周期,达到了提高生产效率与产品的市场竞争力的目的。
  • 【专利】 数控加工几何仿真中基于STL模型的交线环求取算法

    作者:关立文 ; 王立平 ; 戴玉喜 年份:2016
    摘要:本发明涉及一种数控加工几何仿真中基于STL模型的交线环求取算法,其步骤为:建立工件和刀具扫掠体的最小包围盒,滤除不相交的三角面片,运用空间解析法快速求出此求交范围内一组相交的三角面片对;利用向量的点乘和叉乘特点,建立矢量判别模型,判断三角面片是否相交,得到相交三角面片对;求解相交三角面片对的交线,利用相邻交线段共端点的特点,结合相交三角面片对法向量与交线的关系,依次求出余下交线,得到交线环。本发明能有效克服现有算法中运算效率低、误差大、考虑不全面等问题,可以有效的提高运算效率及精确度。
  • 【期刊】 攻丝过程中切屑卷曲的几何仿真研究

    刊名:中国科技投资 作者:程龙 ; 赵少华 ; 张智力 关键词:丝锥前角 ; 丝锥槽型 ; 切屑卷曲仿真 机构:中国船舶重工集团公司第七〇三研究所 ; 中国船舶重工集团公司第七〇三研究所 ; 哈尔滨市第九中学校 年份:2017
    摘要:本文针对钛合金TC4材料,应用DEFORM 2D和Third Wave AdvantEdge软件,设计不同前角的丝锥,对攻丝过程中切屑卷曲情况进行了二维和三维条件下的仿真,通过对仿真结果的分析,得到适合钛合金TC4材料用的丝锥前角角度.
  • 【期刊】 弧齿锥齿轮加工系统的几何仿真研究

    刊名:组合机床与自动化加工技术 作者:金映丽 ; 程远 关键词:几何仿真 ; 弧齿锥齿轮 ; 加工系统 机构:沈阳工业大学机械工程学院 ; 沈阳工业大学机械工程学院 年份:2019
    摘要:针对弧齿锥齿轮加工系统的几何仿真,根据切齿理论与啮合原理创建某弧齿锥齿轮加工系统几何仿真模型,利用运动规律函数控制加工仿真系统,获得弧齿锥齿轮的仿真齿面,该齿面与理论设计齿面相一致,为分析具有误差的数控机床加工弧齿锥齿轮的几何仿真奠定了基础,并为弧齿锥齿轮加工系统的仿真提供了新思路。
  • 【论文】 金属零件切削表面粗糙度的几何仿真

    作者:楚文斌 关键词:几何仿真 ; 表面粗糙度 ; 切削参数 ; 三维工件 机构:华东理工大学 ; 华东理工大学 年份:2014
    摘要:金属零件的切削加工过程是机械制造行业非常重要的一个环节,企业为了在激烈的竞争中占据有利的位置,就必须不断地提高切削加工的效率和切削质量。切削质量主要是指表面质量和加工精度,并且受刀具形状、刀具磨损等多种因素的影响。表面粗糙度是衡量加工表面质量的重要指标,但目前主要依靠切削试验和经验来选择刀具和确定相关几何参数,具有很大的局限性。表面粗糙度产生的原因: (1)切削过程中的不稳定因素,例如刀具的边界磨损,刀具与工件之间相对位置的变化等; (2)几何因素,它是由残留面积决定的。 在本文中,通过几何仿真技术,研究刀具的几何参数对表面粗糙度的影响。利用Matlab软件的曲线拟合和数值计算功能,分析刀具前角、刀尖圆弧半径、刀具磨损量、进给量等因素与表面粗糙度的关系,为合理选择刀具和确定最佳切削参数提供理论依据。根据刀具运动轨迹及刀具外形模拟切削工件的过程,利用VB和AutoLisp进行编程,用户只需要加载并运行程序,然后输入相应的基本参数,就可以获得三维实体工件和加工表面粗糙度的值。由于模拟加工得到的结果与实际加工测得的结果比较接近,因此可以为实际加工选用刀具几何参数提供理论依据。通过模拟加工的方法,不仅省略了试切削过程,降低了加工成本和减少加工时间,而且可以更加直观的控制表面粗糙度的值,提高加工表面的质量。
  • 【期刊】 多轴联动砂带磨削刀触点路径规划及几何仿真

    刊名:重庆大学学报 作者:张伟文 ; 郭钢 ; 张岳 ; 黄云 关键词:几何仿真 ; 磨削 ; 多轴联动数控加工 ; 路径规划 机构:重庆大学机械工程学院 ; 重庆大学机械工程学院 ; 重庆市材料表面精密加工及成套装备工程技术研究中心 年份:2010
    摘要:采用多轴联动计算机数字控制系统的砂带磨削设备能够高效率加工具有复杂型面的零件。针对该类砂带磨削设备,提出了自由曲面上的等参路径规划算法和等间距截面路径规划算法。路径规划算法中的相邻刀触点的计算是根据磨具在进给方向的有效投影位置确定。等间距路径规划算法用最小二乘法来获取较优的截面法向。为了提高路径规划设计效率,减少试验以提高经济效益,开发出基于线性磨削模型的砂带磨削几何仿真程序。汽轮机叶片加工的试验结果表明该算法能够很好地应用于复杂型面的刀具路径规划设计。
  • 【论文】 基于OpenGL的数控铣削曲面加工几何仿真技术研究

    作者:苗运歌 关键词:几何仿真 ; 虚拟加工过程仿真 ; 铣削 ; OpenGL 机构:沈阳航空工业学院 ; 沈阳航空工业学院 年份:2009
    摘要: 随着计算机与先进制造技术的不断发展,虚拟制造技术应运而生。作为虚拟制造中的关键技术,虚拟加工过程仿真是该领域中的一个重要研究方向。在虚拟加工仿真系统中,如何在数控铣削中实现加工曲面的几何仿真,直接影响加工精度和表面粗糙度等模块的仿真结果,它是加工过程仿真中的一个重要研究内容。本文介绍了虚拟环境下刀具几何实体模型和刀具扫描体模型的建立;采用的是三角面片离散法,实现了3轴数控铣床实体切削加工时离散矢量与刀具扫描体的几何求交算法;通过不断更新毛坯数据信息来模拟刀具的切削过程,从而生成加工轨迹和走刀路径。以Visual C++ 6.0为编程环境,用OpenGL作为图形开发工具,动态仿真刀具加工曲面的加工轨迹和走刀路径。最后,通过一个曲面加工仿真实例,对该软件的可靠性进行评价。
  • 【期刊】 数控车削加工系统教学中几何仿真的实现

    刊名:科技与企业 作者:韩艳华 关键词:几何仿真 ; 数控车削加工系统 ; 教学 机构:大庆职业学院 ; 大庆职业学院 年份:2010
    摘要:本文论述了数控加工仿真几何实体的建模、毛坯与刀具的求交、动态图形的显示几项技术。重点介绍了三角网格划分法建模技术,提出了圆柱毛坯的建模方法,详细介绍了刀具求交计算的方法及步骤,并给出了部分程序。
  • 【期刊】 基于随机介质理论的复合材料孔隙二维形貌几何仿真

    刊名:失效分析与预防 作者:林莉 ; 张翔 ; 陈军 ; 郭广平 ; 李喜孟 关键词:几何仿真 ; 复合材料 ; 孔隙 ; 随机介质 ; 随机孔隙模型 机构:大连理工大学无损检测研究所 ; 大连理工大学无损检测研究所 ; 北京航空材料研究院 年份:2010
    摘要:含孔隙复合材料具有非均质性和各向异性。根据随机介质理论,采取统计学方法,将孔隙看作是小尺度上的随机扰动,叠加于由基体构成的大尺度背景介质平均特性之上,并利用空间平稳随机过程以及自相关长度、自相关长度比、粗糙度因子及扰动标准差等参数加以描述,建立复合材料随机孔隙模型。该模型采取极值搜索法将连续随机介质改造为适合于描述含孔隙缺陷的离散介质,并依据不同孔隙率试样的孔隙形貌特征统计数据对其进行优化。针对孔隙率为0.03%~4.62%的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)进行了模拟,结果表明:利用该模型能够得到具有与真实孔隙几何相似性良好的随机性孔隙形貌。
  • 【期刊】 基于计算机图形学的干涉SAR成像几何仿真

    刊名:系统仿真学报 作者:张帆 ; 白璐 ; 洪文 ; 向茂生 关键词:合成孔径雷达 ; 干涉 ; 成像几何 ; 仿真 ; 计算机图形学 机构:中国科学院电子学研究所微波成像国家级重点实验室 ; 中国科学院电子学研究所微波成像国家级重点实验室 ; 中科院研究生院 年份:2009
    摘要:为了提高干涉SAR成像几何经典仿真算法的精度和效率,把计算机图形学引入干涉SAR成像几何仿真中,利用OpenGL图形库和Z缓冲算法来完成目标的阴影区计算,利用像素操作和图形变换法完成目标采样点的插值和坐标计算。最后,利用典型几何体和不同大小场景进行干涉成像几何仿真精度和效率的分析,结果表明该方法具有高精度、高效率的特点。
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