基于三次准均匀B样条理论的异向双螺杆元件设计新方法的研究与开发

摘要

本文从计算机辅助几何设计(CAGD)中的自由曲线造型理论出发，基于三次准均匀B样条理论提出了异向双螺杆端面曲线的设计新方法。　　 本课题基于上述新方法运用VisualC++6.0语言编制了计算机仿真软件-CadCC，并选用软件中得到的数据生成了五种新型部分啮合异向非常规螺杆元件。采用Polyflow流场计算软件对五种新型元件在全充满状态下的熔体输送段的非牛顿流场进行了三维等温模拟，得到了五种元件的流量、回流系数、平均剪切应力。通过与常规异向双螺杆元件分析比较，排列出五种螺杆元件与常规螺杆元件的输送能力和混合能力的强弱。此五种元件各有所长，在实际应用中，我们可以根据加工物料的不同限制而选用不同的螺杆元件。

目录

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第一章概述

1.1自由曲线曲面造型技术的历史回顾、研究现状及发展趋势

1.2文献综述

1.2.1双螺杆挤出简介

1.2.2双螺杆几何学

1.2.3双螺杆挤出理论

1.3本研究目的、意义和研究内容

1.3.1本研究的目的、意义

1.3.2研究的主要内容

第二章啮合异向双螺杆几何学

2.1常规螺杆元件几何学

2.1.1螺杆的相对运动和运动轨迹

2.1.2端面曲线的数学模型

2.2非常规异向双螺杆几何学

2.2.1包络法

2.2.2齿形法线法

2.3螺杆三维模型及截面模型

2.3.1螺杆三维模型

2.3.2轴面曲线的数学模型

2.3.3法截面曲线数学模

第三章B样条基函数与B样条曲线

3.1 B样条基函数

3.1.1 B样条基函数的定义

3.1.2 B样条基函数的性质

3.2 B样条曲线

3.2.1 B样条曲线的定义

3.2.2 B样条曲线的性质

第四章运用三次准均匀B样条曲线生成端面曲线

4.1三次准均匀B样条

4.2应用三次准均匀B样条生成螺杆的端面曲线

4.2.1四部分曲线首、末端点的选取

4.2.2应用三次准均匀B样条生成推力面曲线

4.2.3应用三次准均匀B样条生成螺棱曲线

4.2.4应用三次准均匀B样条生成拖曳面曲线

4.3端面曲线的光顺处理

4.4端面曲线的计算机辅助几何设计

第五章新型螺杆元件的流场分析

5.1有限元简介

5.2数理模型的建立

5.2.1计算区域和计算软件

5.2.2数学模型

5.2.2物理模型

5.3新型螺杆元件的流场分析

5.3.1新型螺杆元件的几何模型

5.3.2新型螺杆元件的有限元模型

5.3.3流场分析的结果与讨论

5.4小结

参考文献

附录1

致谢

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