DN1000一分加热器的结构设计

1、DN1000一分加热器的结构设计、摘要：本课题详细介绍了换热器的设计与制造过程,它以流体的物性参数和生产量要求为基础,利用传热过程基本原理、通过计算确定固定管板式换热器的基本型式。依据GB150-1998钢制压力容器和GB151-1999管壳式换热器等标准对换热器各零部件结构与强度进行设计，包括筒体、管箱、封头、折流板及管板等，管板是连接壳体、管束和管箱，并承受压力和热膨胀以及来自此三部件载荷的主要部件。特别的，对于管板，我们分析了其危险截面应力并加以校核，保证其安全性。在加工制造方面，用简单的流程图将各零部件的加工与装配次序表现得清晰明了，对管子与管板的连接、管孔的加工提出了更详细具体的要求

2、。由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的叩扣:2215891151关键词:固定管板式换热器；管板；折流板；封头Abstract：The present paper detailedly introduces the design and manufacture process of fixed plate heat exchanger. Its model is defined based on the physical parameters o

3、f fluid and the amount which is required in production, making use of calculation of fundamentals about heat transfer process. Then, designe the structure and strength about most of components in heat exchanger, including a thick-shaped part of the body, the case of tube pass, head , baffle, tube sh

4、eet and so on, according to the standards, such as GB150-1998 Steel Pressure Pessels and GB151-1999 Tubular Heat Exchangers. Tubesheet is the most important part, which is used to connect shell, tube bundle and channeland bear pressure, temperature load and other loads. Especially, about tube sheet,

5、 it is calculated、integrated and calibrated about stress,in order to security. In the section of manufacture,there is a simaple flow chart that clearly show the order of manufacture and installation of spare parts. And there are some concrete requirements about the joint of tube to tube sheet and ma

6、nufacture technology of tube sheet. Key words: Fixed plate heat exchanger; Tube sheet; Baffle; head第一章 引 言1.1 概述1.1.1换热器在工业中的应用换热设备是使热量从热流体传递到冷流体的设备，使化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%20%；在炼油厂中，约占总投资的35%40%。目前国内使用的换热器多为列管换热器和螺旋板换热器。它的主要特点是管内外换热面积相等。这样当交换系数相差较大的交换介质在管

7、内外进行热量交换时，由于其不平恒性而达不到理想的交换目的，换热效率相对较低。管壳式换热器主要由换热管束、壳体、管箱、分程隔板、支座等组成。换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。壳体一般为圆筒形，也可为方形。管箱有椭圆封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱等。分程隔板可将管程及壳程介质分成多程，以满足工艺需要。 新型换热设备结构及材料研究及过程装备CAD/CAE/CAM技术研究方向以工程流体力学、传热学、应用力学为

8、理论基础，集过程、工艺、结构于一系统之中，进行了优化与综合研究，推出了传统挡板管壳式换热器的换代产品。首次系统地研究和论述了“纵流壳程换热器”的流体力学、传热性能及强化机理，组合结构的设计强度分析，强化换热管及管束制造，结构性能的模糊优化，管束的动力和计算机辅助设计及仿真模拟技术。从理论上为新型“纵流壳程换热器”技术的发展与工程应用奠定坚实基础。第二章 换热器的选型2.1选型的基本原则换热器类型的选取因为管壳式换热器单位体积具有的传热面积较大以及传热效果较好,特别是固定管板式换热器结构简单、紧奏、能承受较高的压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时易于堵管或更换.所以选取固定管板式换热器。介质流

9、向的确定若传热面积不变，采用逆流时可使加热流体的消耗量降低。可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。设计参数中已给定换热面积,因此介质流向确定为逆流.介质流程的选择根据固定板式换热器流体流径的选择原则,尿液应走管程,水蒸汽走壳程. 换热管的结构尺寸易结构的液体宜采用较大的管径,而设计参数中的尿液易结垢,并且有气-液两相流的工艺流体,所以选用GB8163中25mm 管子的排列和管心距的确定管子按等边三角形排列,管板的强度高,流体走短路的机会少,且管外流动扰动较大,因而对流传热系数较大,相同的壳程内可以排列更多的管子.所以管子按等边三角形排列。管心距t=(1.31.5)d。所以t=3

10、2mm 管壳程数及管子数所需管子的数量N=A/Ld。=230/4.53.140.025=650管板利用率=0.73管板利用率在0.70.85的范围内,管数适合.管子选用10钢。取管程数为2,则每程的管子数为325因为温度差校正系数t0.8,壳程数取为1。 折流板排列与间距取弓形流板切去圆缺的高度为壳体内径的20即弓形折留板的高度为800mm折流板间距取壳体内径的30即折流板间距为300mm。第三章 结 构 设 计3.1筒体的计算计算厚度 S=PcDi/(2t-Pc)=1.431000/(21700.85-1.43)=4.97(mm)设计厚度 Sd=S+C2=6.97(mm)名义厚度 Sn=Sd

11、+C1+圆整=12(mm)有效厚度 Se=Sn-C1-C2=9.75(mm)水压实验压力 Pt=1.25Pc/t=1.251.431=1.79(Mp)设计温度下圆筒的计算应力 t= =74.05MPat值应小于或等于t=1700.85=144.5 MPa满足要求设计温度下圆筒的最大允许工作压力PW= =2.79MPa水压实验应力校核 T=Pt(Di+Se)/2Se=1.79(1000+9)/29.75=92.3(Mp)92.3Mp0.9s=0.93251=292.5(MP)3.2管板的计算与应力校核管板是管壳式换热器的主要部件。管板的设计是否合理对确保换热器的安全运行、节约金属材料、降低制造成

12、本是至关重要的。此次设计的固定管板式换热器的管板是依据GB151-1999中计算与校核的。表1 固定管板式换热器管板尺寸DDDDDDbd螺柱数量1195114010981000108510005230M2736假定管板的有效厚度为57mm, 管板的腐蚀欲量C2=2mm,管程分程隔板槽深H=4mm,壳程结构槽深H=4mm则管板的公称厚度T=57+2+4=63mm用管板的公称厚度和管板的设计温度确定管板的许用应力 ,管板的设计温度T=200管板采用16Mn锻件 tp=135Mpa3.2.1法兰力矩（a）垫片查垫片标准JB/T47042000,石棉橡胶板垫片垫片外径 D=1087mm 垫片内径 D=

13、1037mm垫片系数 m=2.5 垫片比压力 y=20Mp垫片基本密封宽度 b=( D- D)/4=(1087-1037)/4=12.5mm因b6.4mm 垫片有效密封宽度 b=2.53 =8.94mm垫片压紧力作用中心圆直径DG= D-2b=1087-28.94=1069mm(b)螺栓载荷螺栓材料选用40MnB 根据GB1501998表4-7螺栓材料在常温下的许用应力=212MPak螺栓材料200的许用应力=165MPa预紧状态下需要的最小螺栓载荷W=3.14DGby=3.1410698.9420=600170N操作状态下需要的最小螺栓载荷W=0.785106922.5+6.2810698.

14、942.52.5=2617774N(c)螺栓面积 预紧状态下所需螺栓面积 Aa=600170/212=2831mm2 Ap=Wp/ =2617774/165=15865 mm2所需螺栓面积Am取Aa和Ap的最大值 Am=15865 mm2M27螺栓强度计算直径 d=26.1mm实际螺栓面积 A=0.78526.1236=19251mm2(d)螺栓设计载荷预紧状态下螺栓设计载荷W=（A + A）/2=212（15865+19251）/2=3722296N操作状态下螺栓的设计载荷 W=Wp=2617774N(e)法兰力矩管程压力操作工况下法兰力矩Mp=FL+FL+FLF =0.785Di2Pt=0

15、.785100021.98=1554300NF =0.785(DG2-Di2)Pt=0.785(10692-10002) 1.98=221893NF =6.28DGbmPt=6.2810698.942.51.98=297083NL =(Db-Di-1)/2=(1140-1000-32)/2=54mmL = Db /2-( Di +DG)/4=1140/2-(1000+1069)/4=52.75mmL=( Db - DG)/2=(1140-1069)/2=35.5mmMp=155430054+22189352.75+29708335.5=10618350基本法兰力矩M=AL =1586535.5

16、212=119399990壳体法兰应力系数 Y=10.76 （按K=1195/1000=1.195查图9-57）3.2.2换热管稳定许用应力换热管回转半径i=3.75mm换热管受压失稳当量长度 Lcr=300mm换热管材料在设计温度下的屈服点=165MPa换热管材料在换热管平均金属温度下的弹性模量E=186000MPa系数 Cr=149 L/i=300/3.75=80Cr换热管稳定许用应力cr=60.4MPa3.2.3 参数和系数计算壳体圆筒内径面积 A =1000=785000mm壳体圆筒金属横截面积As=s(Di+s)=3.1412(1000+12)=38132 mm换热管金属横截面积na

17、=nt(do-t)=6503.142.5(25-2.5)=114806 mm换热管有效长度 L=4500-257=4386mm管束模数Kt=4868MPa管板材料在管板设计温度下的弹性模量 E = 196000MPa 管板强度削弱系数 =0.4热管加强系数K= =4.912沿隔板槽一侧的排管根数,n=27隔板槽两侧相邻管中心距,Sn=44mm布管区内未被换热管支撑的面积,对于三角形排列Ad= nS(Sn-0.866S)=2732(44-0.86632)=15115 mm管板步管区面积 At=0.866nS+Ad=0.86665032+15115=591524 mm管板步管区当量直径 Dt=mm

18、系数 t= Dt/Di=868/1000=0.868管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1-)=4.912(1-0.868)=0.648法兰外径 Df=1195mm法兰宽度 b=(Df-Di)/2=(1195-1000)/2=97.5mm管箱法兰厚度 =68mm 法兰颈部大端厚度 =32mm法兰颈部小端厚度 =20mm 管箱圆筒厚度 =12mm管箱法兰材料在管程设计温度下的弹性模量 E=196000MPa /Di=0.0014 /Di=0.0068查GB151图9-56得 =0.00001管箱旋转刚度 K=7.46取壳体法兰厚度 =63-4-2-3=54mm壳体厚度 s=12mm壳体材料在平均金

19、属温度下的弹性模量Es=191685MPas/Di=12/1000=0.012 /Di=54/1000=0.054查GB151图9-56得=0.00065壳体旋转刚度Kf=13.9旋转刚度无量纲参数0.0023管板开孔后面积A1=A-ndo/4=785000-6503.1425/4=466093mm =A1/A=466093/785000=0.594Q=En/EA=189600114806/19168538132=2.978= n/A1=114806/466093=0.246=0.4+0.6/0.594+0.62.978/0.594=4.42=0.4+0.6/0.594+2.978/0.594

20、+0.40.246=6.52按K=4.912 查GB151图9-58得m1=0.18 查图9-59得G2=3.6=m1/K=0.18/4.9120.0023=15.93M1=0.0028按K=4.912 Q=2.978 查GB151图9-61得m2=2.65 查GB151图9-60得G3=0.72 =0.0023/（0.0023+0.072）=0.03=0.528 0.98（a）第一种计算工况（壳程压力作用下无温差的工况）Ps=1.43MPa Pt=0.0MPa 不记入热膨胀差。 =0.0, =0.0当量组合压力 Pc=Ps-Pt(1+)=1.43MPa有效压力组合 Pa=Ps-Pt+Ett

21、=4.421.43=6.32基本法兰力矩系数m=0.04管板边缘力矩系数=m+0.04+0.5280.0028=0.042管板边缘剪切系数=15.930.042=0.66管板总弯矩系数1.16G1e=0.284G1=max(G1e,G1l),当m0时，按K和m查图9-62实线，得G1eG1l G1=g1e=0.284管板布管区周边剪切应力系数0.063管板径向应力系数0.072管板布管区周边处径向应力系数0.045壳体法兰力矩系数-0.0015管板径向应力2=2=170.3MPa管板材料在设计温度下的许用应力=135MPar1.5pt =1.5135=202.5MPa 合格管板布管区周边处径向

22、应力2 =2 =51.8MPar1.5pt =202.5MPa 合格管板布管区周边剪切应力p=8.1MPap0.5pt =0.5135=67.5MPa 合格壳体法兰应力2=-16.3MPaf1.5ft=1.5135=202.5MPa 合格壳体圆筒轴向应力=19.5MPa cct=0.85170=144.5MPa 合格换热管轴向应力t=-0.89MPa t1.0tt=1.0101=101MPa 合格换热管与管板连接拉脱力q=q0.5tt =0.5101=50.5MPa 合格结论:第一种计算工况全部应力合格。经计算其余三种工况也满足要求。第四章 管束的振动计算及防振设计假设水蒸气流量为 30000

23、, 密度为=15kg/,尿液的密度为10204.1 计算横流速度计算各排换热管之间的总间隙量,其中第六排换热管的总间隙量最小 =2+28B=240.5+277=270mm进,出口处的横流速度=折流板间的横流速度4.2 计算卡曼旋涡频率节径比,排列角为30.查的 =0.19.进,出口处的卡门旋涡频率为:折流板间的门旋涡频率为:4.3 计算紊流抖振主频率T=S=0.032m,l=Ssin60=0.0277m.进,出口处的紊流抖振主频率为 =63.5=83.074.4 计算声频水蒸气的定压比热与定容比热的比值 取水蒸气的压缩系数Z=1声速为声波为4.5 换热管的固有频率换热管刚性较差的部位在折流板的

24、缺口处,故:跨数 7 折流板缺口区跨距 管板与相邻折流板间的距离 换热管材料的弹性模量 E=186000MPa 换热管空管质量 1.39管内流体质量 查得附加惯性系数1.57管外流体虚拟质量 单位管长质量 1.72因 ,查图得换热管一阶固有频率4.6 临界横流速度排列角为30,则2.484.7 结论(1) 由于 0.8 0.8 0.8 0.8 故不会发生振动。(2) 由于 故管束不会发生振动。(3) 0.50.5 0.5 0.5故在壳程流体进出口处及折流板缺口区管束不会发生振动。第五章 焊接工艺设计5.1主要受压元件的材料选择及其可焊性评价与焊接材料选择说明5.1.1 材料的选择(1)筒体材料

25、的选择根据壳程设计压力和操作温度,选择筒体的材料为16MnR，16MnR是一种低碳低合金钢，合金元素含量少（总量不超过3），具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能均优于相同含碳量的碳素钢。采用16MnR不仅可以减小容器的厚度，减轻重量，节约钢材，而且能解决换热器在制造、检验、运输、安装中因厚度太大所带来的各种困难。(2)管板材料的选择管板材料选择16Mn锻件，16Mn是低合金结构钢,它具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性，冷冲压及可切削性均好，和A3号钢相比，成分上仅多了一点锰，除具有同样好的塑性和焊接性外，而屈服强度却提高50%左右，耐大气腐蚀约提高20-3

26、8%，低温冲击韧性也比A3钢优越，但其缺口敏感性较碳钢大，在有缺口存在时，疲劳强度比A3钢低，且易产生裂纹，故在加工时应引起注意。这种钢一般在热轧或正火状态下使用，正火后可改善钢材的塑性、低温冲击韧性或冷压成型等加工性能。(3)管箱、补强圈材料的选择为了材料准备和焊接的方便，管箱、补强圈材料材料也选用16MnR。(4)法兰材料的选择法兰的材料也选用16Mn锻件。5.1.2 材料的可焊性评价金属材料的可焊性是一项极其重要的工艺性能，可以按不同标准或不同角度来衡量其可焊性。通常把金属材料在焊接时形成裂纹的倾向及焊接接头区脆化的倾向作为评价金属材料可焊性的主要指标。下面用碳当量CE来评定可焊性。 C

27、E0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性好。一般不会产生裂缝。 CE在0.40.6%之间，钢材塑性下降，强度增加，淬硬倾向明显，可焊性较差。工 件应采取焊前预热，焊后缓冷等工艺防止裂缝。 CE0.6%，钢材塑性较低，强度较高，淬硬倾向很强，可焊性不好。工件焊前经预热 到较高温度，焊接时采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后还应进行热处理，确保焊接接头质量。 （1）16Mn锻件 C0.19 1.2 0.2 =0.42的值和0.4相差不大，所以16Mn锻件的可焊性比较优良。（2）16MnR钢板C0.19 1.2 0.20.4，所以16MnR钢板可焊性优良。5.1.3 焊接材料的选择根

28、据焊接材料的设计原则，在保证焊接接头与母材相同的高温蠕复强度和抗淬化性的前提下改善其焊接性，即提高其抗裂性，应使用与母材成份基本相同的同类焊材，而且异种钢的焊接一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。焊接采用电弧焊, 16MnR间用J507焊条, 16MnR与碳钢,碳钢与碳钢间用J427焊条.管子与管板的焊接用ERNi207焊条.第六章固定管板式换热器的零件加工6.1.1封头的备料及加工换热器选用标准封头,这是因为封头中心有最大的拉应力。赤道边缘有最大的压应力(拉应力与压应力相等) ,标准封头带有一定的直边高度,使连接处的边缘应力不至发生在焊缝上,直边高度的大小随公称直径和壁厚的不同而不同。封

29、头展开直径由经验公式得出,= 1. 21D1 + 2h展开直径超出钢板的宽度,根据GB150 之规定,封头拼缝进行100 %X射线探伤,合格级别同容器壳体相应的对接接头,且各条焊缝间距大于3 倍钢板厚度,且100mm ,还由于GB150 对封头的规定,即封头成型后最小厚度不低于图纸中标注的厚度减去钢板的负偏差,考虑到封头压制成形的减薄量,一般采用比图纸标注尺寸略厚的钢板制造封头.封头在冲压过程中,由于毛坯钢板边缘的相互挤压,使封头的直边部分增长且参差不齐,且最大不超过3mm时,可将其磨平,需保证平滑过度.图6.1 封头冲压过程1上冲模 2压边圈 3封头坯料 4下冲环 5脱件装置6.1.2 壳体

30、的加工1筒体加工该换热器属于类容器,筒体是管壳式换热器中最重要的承压零件,一般用钢板制作.国产钢板宽度为1.8m或1.5m(进口钢板有宽度为2.1m),长为8m,故对于筒体直径大于570mm的,常需以多节筒体拼接而成,其制作工艺过程为:(1)落料按图纸展开尺寸划落料尺寸线,展开方向为钢板轧制方向,除在一块钢板上划出套料尺寸线外,尚应划出两块650125mm试板尺寸线.然后按线用剪板机或气割下料.(2)冷作 在筒体展开两端面上铣出焊接坡口,通常坡口角度为25,误差0.1,直边尺寸为1mm,如图6.3。清除杂质;在筒体钢板的两展开端面的三个面上,按焊接坡口图所示尺寸打磨(包括试板),去除氧化皮,油

31、污等垃圾,以便后面的筒体纵缝焊接。 预弯; 预弯可在各种压力机上进行,如下图,它是利用一副圆心相同的上下模具,在强大的压力(油压)下,使钢板端部产生塑性变形而弯成的,不同R的筒体应选用不同的上下模具,由于钢板的冷作后还会产生弹性形变,故所选模具的R应小于筒体的R。 预弯也可以在三辊卷板机上进行。轧圆;将预弯后的钢板放入三辊卷板机中,使钢板在下辊带动下左右反复滚动,逐渐使之弯曲形成圆筒状,然后松开上辊轴承,使筒体退出。 固定;点焊外部纵缝区域,使之固定 (3)电焊 两块试板分别与筒体点焊固定,使两板间的拼缝与筒体纵缝在同意直线上,拼缝间隙0mm.然后用自动焊机,对包括试板在内的筒体内直缝用同样的

32、电流电压一次焊成。接着再焊包括试板在内的筒体外直缝。(4)表面清理对筒体内外进行喷砂(小铁丸)处理,去除氧化皮,并清除焊渣。(5)对试板进行加工与检验对焊缝作100射线拍片探伤,并对试板作机械性能实验,合格后方可进行下一节筒体焊接。(6)冷作将筒体放入三辊卷板机中再次滚圆,并用榔头对通体作圆度修整。(7)检验对筒体作的直缝X射线探伤检查。以上是第一节筒体制作工艺过程,其长度尽1.5m,以同样的方法制作第二,三节筒体。6.1.3 管板的备料与加工1管板加工(1)落料:按图纸外圆尺寸线放工艺余量每边约5mm划出落料尺寸线,按线切割落料。(2)车削:在车床上夹住下图的端面侧外圆,按图纸尺寸车外圆的凸

33、肩B端面,并在凸肩面上按尺寸起出两条0.560的圆环形三角槽,此槽是管板法兰与关箱法兰的密封槽。(3)车削:将工件掉头,车床卡盘夹住外圆,车端面A至总厚度尺寸,并车出的凸肩。(4)划线:在A端面上划中心十字线。(5)以外圆及A平面为基准定位,装上管孔钻模板,对准周边上所划的十字线夹紧.在钻床上用钻头逐个钻出管孔，再车管孔双面倒角。(6)钻削:以外圆及A平面为基准定位,装上法兰螺钉孔钻模板,对准周边上的十字线夹紧。在钻床上逐个钻出法兰螺钉孔。(7)钳工:修去全部毛刺和锐角。以同样的工艺制出换热器的另一端管板。6.2 组装工艺与要求6.2.1 管箱的组装、焊接与加工先将焊好并经检验合格的筒节两端分

34、别与封头和已粗加工的法兰按要求组装,焊接起来,待环焊缝检验合格后,再焊法兰与筒节的焊缝,焊接顺序为:先焊法兰背面焊缝,再焊端口焊缝,对于厚筒体可两面兼顾,而对于薄壁筒体厚法兰,除采用逆向分段对称焊接外,还应对厚法兰进行焊前预热,以降低焊接变形和避免焊缝裂纹的产生。最后划线,开孔、组焊接管与管箱封头或筒体的组合焊缝,安装分程隔板。制作完毕,对于有分程隔板或侧向开孔超过三分之一圆筒内径的管箱,作消除应力的热处理,法兰的密封面在热处理后加工。不锈钢管箱原则上不进行消应力处理,如图纸上有要求时,则按图纸提示的方法或供需双方商量的方法进行热处理。6.2.2 管束的组装筒体在穿进管束之前先开设各接管孔,以

35、避免组装后开孔时氧化物飞溅到管子上面而引起腐蚀或结垢。组装顺序:在平台上垂直固定好带拉杆丝孔的一段管板,装进拉杆,依次穿进定距管、折流板、紧固螺母。在每块折流板下垫置垫块,使拉杆处于水平位置,进行穿管。然后将管束利用行车,导链及辅助工装装进已开好孔的筒体,再装进另一块管板. 需要注意的是: 管板的方位必须一致( 事先标注好0 、90 、180 、270 ) 装配完后,必须先焊接管板与筒体的连接焊缝,然后再胀接或者焊接管子与管板的连接接头,否则将会由于管板与筒体间焊接应力,引起换热管和管板的变形。6.2.3 管子与管板的连接管子与管板的连接处,常常是热交换器最容易出现渗漏的部位,如果连接接头设计

36、或制造施工不合理,将直接影响到管子与管板的连接质量。要保证管子与管板连接的可靠性,不仅要求设计按设计条件选用合理的接头连接形式,而且制造厂还要有成熟的管头焊接工艺评定。参 考 文 献1GB150-1998 钢制压力容器2GB151-1999管壳式换热器3JB/T47004707-2000 压力容器法兰4JB4726-94 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件56朱有庭、曲文海、于浦义主编.化工设备设计手册. 化学工业出版社.200478New York:John Wiley & Sons,外文变动的曲面造型我们提出了一种新的手段，能使自由行态的曲面造型相互影响。这种造型方法提供给用户们的是一种无限的

37、，柔顺的，没有固定控制的曲面，从而取代了那种固定的网状控制点。用户们自由地实施那些经过处理的适合操作指令的控制点和曲线。这些复杂的曲面形状也许会因为增加更多的控制点和曲面而变得没有明显的界限。在利用那些控制的约束，这些曲面的形状会在一种或多种的简单的标准下而变得十分确定，就比如光滑度。我们解决导致强迫变形的最优化问题的方法停留在一个允许不一致的B型活动曲线规曲面细分曲面描写上。自动细分是用来确保那些约束是满足要求，而不去执行错误的领域。高效的数字化表示会在公式和描述问题上的线性开发中获得。相互影响的自由形态曲面设计的最基本目标是能使用户能简单的控制曲面的形状。一般来说，这个目标的追寻已经由一种

38、寻找“正确”的曲面描述所构成，对于用户来说，他们的自由程度是足以控制指挥操作的。处理曲面造型的要素，是用控制操作B型活动曲线规的啮合或其他曲面制作的张力，清楚得地反映这种看法。这种控制啮合处理出现在大型的测量上，因为曲面控制点转移的响应是直观的：拉或推一个控制点会造成那些本来能轻易地通过良好的相互影响位置的确定来控制的形状，发生一个局部撞击或凹陷。不幸的是，那些局部撞击或凹陷不会只对想创作的人起重要作用。举例来说，尽管几乎任何用控制啮合面方法的人都有试着去做一个概念化的简单变化的失败经验，但是最后他们强迫去精确地复位许多甚至是全部图形，通过控制点去实现所希望的外形。这种问题的性质是有限制的。在

39、没有设置固定的控制就有希望达到用户要求的预期之前，提升任何时候这种为用户准备的控制是与自由度描述精密结合的能力是有限制的。这种我们将在纸上描述的工作表明了一个通过切断控制与描述之间联系来避开不可弯曲性的能力。我们想象着提供给用户的造型是一块无限的柔性片状光滑曲面它本身没有固定的控制或构造，按它的复杂性和能力性决定细节方面也没有前端限制。对这块曲面来说，用户也许能很自由地附加一种特征变化，就像那些为了处理知道相互影响的曲面操作而年切断的点和弯曲曲线。约束在这些控制的利用下，曲面形态不是被那些描述的奇特行为所左右，而是被一种或多种简单直接的标准所决定，就不如说曲面应该越光滑越好，与原型形状越一致越

40、紧密越好，如此等等。我们这种陈述的选择是被为了提供给用户一种简单的独立描述的外观所激发的；但是，维持这种外观确实非常困难的。正式地说，我们的方法是使曲面的详述承担对约束的变化性和最优化问题的解释，换言之，是在极端完整的条件下进行约束的曲面。为了认识到我们不仅要尽快形成和解决满足相互影响的目的，也要足够精确地准备有用的曲面造型，我们必须要做到以下关键问题：我们需要的一个曲面是简明的，是有能力在对曲面复杂性没有固有限制的情况下决定详细程度的改变；是有能力描述的曲面（在练习中，我们经常满足连续）和提供我们所希望的有效率的约束最优化问题的解决方法。从另外的方面来说，在描述被向用户隐藏之前，我们不需要曲

41、面负责一种直观的或自然的方法去控制点的操作。我们必须能够精确的，高效的利用和维持约束在曲面上的变化，包括那些需要曲面包含一条曲线，或者需要两个曲面用一条被详细说明的整齐的曲线所连接。这样的约束产生了特殊的问题，因为这种约束平均含有一个必须极端化的整体。依照这种约束下，我们必须能够极端化任何一种曲面整体的变化，去产生清楚的曲面，使与详细的安置形状之间的偏差最小化，如此等等。产生没有制定描述显示完全界限而能反映变化的解决方法的曲面，曲面描述的决定必须被自动化控制。理想地来说，细分应该被一种应归于曲面近似值错误的测量驱动的。随着约束的增加，额外的自由度必须被准备去容许所有约束在没有错误的调节下同时被

42、满足。不像点约束那样需要被精确的满足，整体的约束需要对带给它们有详细公差在内的近似值误差。额外的细分部分应该被误差的估计所驱动的，而这些误差是那种约束变化最小化是被近似的误差。在这篇文章中，我们报道了我们在追踪那些需要详细说明的实质研究事项上的进步。根据工作的背景和联系的讨论，我们将在每个产生的外形上标明地址。首先，简洁的描述能任意详述曲面的要求使我们去思考局部精细描述的方案。经管很多方面已经得到发展，但是不能满足我们描述的所有要求。我们描述一个曲面是基于B型活动曲线规在不同的详述水平上的制造张量的总计上。其次，我们考虑约束本身的最优化问题。我们给出一些客观的方程式函数，讨论为了控制在曲面上的

43、任意点和曲线而做的线性约束。然后我们就把问题转到自动化曲面磨光基于两种近似值误差上：客观函数误差和约束误差。最后，我们描绘初步的实施方法和提供结果。控制相互作用的网孔局限性的操作在以前就已经很著名了。对它们的解说，Fowler和Bartel提出允许用户熟练操作任意线性曲线和曲面上的点的方法：曲线/表面被强迫窜改被抓取的点。当点被相互作用地移动，控制点的修改是使限制的修改服从最小化。参数的导数也为直接的处理被呈现给使用者,用点去控制曲面的方位和曲率。通过超越点的约束，Celnike和Welch提出了一种冻结内含式曲线形状的技术。尽管有关曲面沿着一条沿着控制曲线移动的论点还没有被提出来。我们的一项

44、主要需求是在能被决定的细节上没用先验的限制表现平滑的表面能力。虽然一些不均匀细化方案已经被发展了，但是还没有一种现有的符合我们的全部需要的方案。它们中的大多数不能提供我们所需要的连续性。在计算机图形方面，贝塞尔曲线片已经广泛地用来做不均匀细化。但是一般来说，如果在细分之后被操作，贝塞尔曲线碎片之间的高次序连续性是不被保护的，虽然用连续性阐明贝塞尔曲线碎片的细化。虽然支持拓扑无规律网孔的三角形片被广泛地应用于有限元分析，但是已经被限制在第一次序的连续性上。最经发展的指向三角形B型活动曲线规碎片作为一种构造一个横跨三角形网孔的高次序连续性曲面的方法，尽管对于一个如此表现还没有出现一个有效率计算细分

45、的方案。Forsey提出一种用一种矩形层的B型活动曲线规覆盖来创建曲面精确方案。覆盖能手动对曲面增加细节，已经大规模和小规模改变曲面形状能通过操作不同高度控制点来实现。虽然分层抵消也许能适当指导使用者控制点的操作，但是这并不能满足我们对于一种用于约束变化最优化的精制基础的要求。一种常规张量积曲面的基本优势是线性的：曲面的点和派生物是控制点的一次函数。因为单位法线用于计算抵消，所以在Forsey的线性公式形成下被丢失。我们在较后的区域倚重线性；主要抵消表示法的使用有可能对性能有破坏性的影响。约束变化最优化对所谓的自然样条的阐述起着非常重要的作用，把篡改控制点的立方的平面曲线分段。自然样条把第二派

46、生的正方形的整体最小化的试验使之遭遇频繁地添加约束作为一个变化的微积分示范问题。首要是变化为基础的曲面造型已经广泛的用于计算机现象去解决曲面重建问题，在一个曲面上适合立体地测量，日期的嘈杂定位，表面定方向，投影等等。类似的阐述已经被物理地基于可变表面的造型的计算机图像所使用。这些全部以有规则的，有限的，有规则的确定解释的格子为基础。基于第二派生物规则的约束最优化已经被用于平的B行活动曲线规的曲面。当在寻找弯的或直的横截面线时，Moreton把发生在表面是曲线网格的曲面上的曲率变化最小化。虽然这样的方法会造成非常失败的曲面，但是他们的平顺性的非线性阻止它们被用于交互式曲面设计。Celniker提

47、议一种为了交互式自由形态的曲面设计，以身体为基础的造型，那种表面用一种三角形片的网孔，而且位置和常态可能沿着片边界被控制。相互影响是可能的，因为曲面平整问题被阐述成一个二次函数最小化服从线性约束。我们的方法是近似地讲述这方面的相互关系。我们需要一种平滑可变曲面的表示方法，使之在可以决定的细节上没有先前的限制。更进一步，我们需要这样一个曲面上的点是形状控制参数的线性函数，屈从一个更容易的控制问题。B型活动曲线规的张量积方便地表示分段多项式曲面作为控制点集合非线性形状功能的总数，而且他们形成我们表示方案的基础。不幸的是，标准的张紧积结构不允许细节通过局部改进被不均匀地添加添加在曲面上。我们替换如局

48、部改进的区域作为曲面的总和，更加细微化地参数化曲面。不同水平的表面片被评价和总计去计算曲面值的不均匀。虽然这是涉及到对B型活动曲线规的Forsey的覆盖方案，但是因为为覆盖没有分层抵销的观念，形成非常简单。不均匀表面是简单的稀疏的，统一的分层堆积总和，可能以任意方式重叠。更近一步来说，产生的曲面形状保持着一个控制点的一次函数，引导一个易于控制的曲面控制问题。附录A2译文汽车服务的设备TranX2000rM 是为为自动传输服务的一个有效和灵活的工具。单位是便携式的，并且汽车使用在车和在长凳。 TranX用微处理器设计了，给它能力举行信息驱动并且分析所有传输类型。 当新的传输来模子市场tranX设

49、计允许简单的周期性升级与唯一接通设备。这个设备回来容易接近的Al TranX2000的 控制器，并且可以迅速被替换。请登记您的TranX2000，因此生产商能通知您，当更新变得可利用。TranX2000有二个主要成份、thy控制器和接口箱子。 所有电子开关、螺线管司机和测量，电子位于接口箱子。 这做了，因此他们控制TranX的所有电子元件是离电子螺线管较近。 您能塞住您的电源线入控制器或接口箱子提供力量给TranX。 每当可能，生产商推荐使用接口箱子，与电池适配器 cahle一起在您的成套工具，供给TranX动力。 请务必跑黑夹子到电池被研和红色夹子到电池12伏特。每TranX2000致力了鞔

50、具集合包括二缆绳。 你连接到车传输和其他到车具。 这两台适配器附上到接口箱子。如果您在长凳，工作你只需要使用传输边适配器。 防止用户错误，所有FXU (鞔具) 旁边缆绳有男性别针，缆绳有女性别针的所有传输边。热忱的鞔具集合是列出的在传输试验用纸样，与连接器图画和导线图一起。 使用原始设备连接器，每当经常提供可能和新的鞔具集合。如果您需要连接器设置生产商不此时提供，他们将是高兴架线您必须使用与您的TranX2000为小费的所有连接器。 请叫他们获得更多信息。您的成套工具也包含一个小袋子用1红色测试点主角、1 黑测试点主角和一根10安培保险丝。 确定您的TranX2000将持续很长时间，使用测试点

51、主角，每当您使用一个多用电表(或其他商店设备)与您的TranX。他们在您的TranX被设计对容易地适合入测试点插口。10安培保险丝在那个在您的电源线吹的模子事件提供。简单地松开更轻的插座的末端并且替换保险丝。 用3杯贴水快速的吹动总替换保险丝10安培保险丝.TranX2000 控制板TranX2000 控制板包含5个部分。图4-1，这些部分在以下解释。第1部分： 选择代码每传输有一个3个数字代码，在瓦片试验用纸样的右上角清楚地被标记。 可以提供所有测试编码索引。 按代码入键盘(数字将气馁) 并且按ENTER/C1.EAR按钮，如果您犯键入代码的一个错误，持续键入代码，直到正确数字被显示，然后推

52、挤进入。 TranX2000 现在被编程正确地驾驶模子螺线管为您测试的传输。第2部分： 选择测试TranX20001M 可此时执行3 (特别测试为未来传输是后备的)。 按SEI.KCT测试 hutton选择您想要将执行的试飞。 这个指南的操作部分促进细节如何进行测试。螺线管测试允许您隔绝每条螺线管，并且快检查开始并且短缺。 总进行uiis测试用引擎。 Ynu 可能进行这个测试对长凳或在车。转移测试提供模子能力驾驶绕过车计算机 (ECU)的车。 当您键入了传输代码，所有转移的信息被编程了。 通过分离传输从ECU，您将迅速确定问题是否在传输或在 ECU。 您能也进行对长凳的这个测试。聘用显示器计算

53、机测试， TranX被动地监测信号由ECU送到传输。 这些信号被解码，并且齿轮在vehiele与所有特别funetions (锁住、传动器, 等,)。第3部分： 传感器模块A传感器测试是简单的与TranX2000TM。 传感器渠道1 至4使用监测压力开关象那些在模子4I/J0E。 列伊) 征兆有3个状态： 红色表明正面电压，绿色不表明地面和表明电压。传感器渠道5-8为小孩传感器，或者您希望检查的其他传感器使用。 塞住您的欧姆niKtpr入插口，使用试铅包括有您的成套工具，测量读书从传感器。 使用传感器夹子集合附有通过案件连接器没连接的传感器。这个单位介绍Bosch MOT 240， 250和2

54、51 Motortesters 与数字式燃烧被堆积的和多示波器。 Fig.4-2是Bosch MOT 250.MOT 240的图片 与液晶显示，扼要(poweredby车电池)的便携式和独立。 testerfeaturing一项数字式记忆示波器formobile服务的理想的引擎。MOT 240 -用扼要适配器，设备台车， DIN A4打印机和尾气单光束贝克曼气体分析仪- Motortester为废气分析 (AU)驻地也设计。MOT 250 -方便，流动Motortester用缆绳景气、可锁定的工具柜和宽敞内阁。MOT 251 紧凑Motortester 完全与节省空间设备台车和旋转的显示器。MOT 240， MOT 250， MOT251，清楚地通知了关于品牌、类型和系统。所有MOTs是与排气分析兼容由于RS 232 接口。Motortesters 240， 250和251与数字式示波器加上测量的单位与连接的缆绳和传感器。 示波器有图片记