平-凸罗茨转子的高形化及轻量化研究

为充分利用平凸共轭的轮廓质量和克服低容积利用系数的不足,提高了一种顶直的、高形的平凸工作轮廓。先后从高形构造、顶直工作轮廓、高形避让轮廓、最大形状系数等四方面,逐步展开容积利用系数所涉及公式的推导。结果表明:直谷转子的形状系数为2叶、3叶、4叶的1.293、1.134、1.0761;容积利用系数为0.3748、0.1873、0.0973,仅限于2叶使用。顶直转子的形状系数为1.333、1.310、1.277;容积利用系数为0.4233、0.4013、0.3722,容积利用系数增效为12.94%、114.3%、282.5%。高形转子(τ=2°)的形状系数分别为1.413、1.396、1.370;容积利用系数为0.4865、0.4732、0.4549,容积利用系数再增效14.39%、17.92%、22.22%。高形转子的叶数敏感度低,利于多叶应用以提高脉动质量;高形角对高形系数具有负线形相关;重心明显偏向根部,利于提高转子系统的动不平衡性能。高形圆弧、平-凸共轭轮廓降低了径向和共轭泄漏;转子形状系数采用最大值,提高了容积利用系数,二者共同实现了泵的轻量化。为转子泵的进一步研究提供了基础理论。     

共轭转子的顶径对泵容积效率最大化的影响分析北大核心CSCD

为阐述共轭转子的形状尺寸对泵容积效率的影响机理与规律。以最普遍的3叶圆弧转子为例,由"圆柱-平面"等效的缝隙泄漏与当量曲率半径的负相关性,取当量曲率半径为缝隙泄漏的替代研究对象,分析转子尺寸之形状系数、节径对容积利用率、三大内泄漏率的定量、定性影响效果。结果表明:形状系数越大,容积利用率越大,节径的影响可忽略;形状系数越大,共轭泄漏越小,径向泄漏缓慢增加;节径越大,三大内泄漏越小。得出转子的顶径越大,泵的容积效率越高的重要结论,研究内容为最终建立转子泵的内泄漏率或容积效率的计算模型,提供理论依据。     

罗茨转子取得最大形状系数的通用判据研究北大核心CSCD

为研究罗茨泵用转子取得最大形状系数的几何特征,在定义转子主型线段的基础上,采用共轭几何上的欧拉-萨伐里方程法,由谷主型线段的曲率半径为0的极限点,倒推出峰主型线段上共轭的最大形状系数点,据此确定出峰主型线定义中的待定系数,并进而给出转子最大形状系数的计算方法。结果表明,转子取得最大形状系数等价于最大形状系数点、曲率中心、转子中心构成一以曲率中心为直角点的直角三角形的通用判据1,和最大形状系数点处的曲率半径被其瞬心所平分的通用判据2;转子取得最大形状系数与通用判据间互为充分必要条件,且仅能确定出峰主型线定义中的2个待定系数。     

共轭转子的顶径对泵容积效率最大化的影响分析

为阐述共轭转子的形状尺寸对泵容积效率的影响机理与规律。以最普遍的3叶圆弧转子为例,由"圆柱-平面"等效的缝隙泄漏与当量曲率半径的负相关性,取当量曲率半径为缝隙泄漏的替代研究对象,分析转子尺寸之形状系数、节径对容积利用率、三大内泄漏率的定量、定性影响效果。结果表明:形状系数越大,容积利用率越大,节径的影响可忽略;形状系数越大,共轭泄漏越小,径向泄漏缓慢增加;节径越大,三大内泄漏越小。得出转子的顶径越大,泵的容积效率越高的重要结论,研究内容为最终建立转子泵的内泄漏率或容积效率的计算模型,提供理论依据。     

泵用新抛物线转子的型线研究与轻量化设计北大核心CSCD

为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析。结果表明:抛物线转子因更大的综合曲率半径和较小的顶部几何特征,既能降低共轭泄漏,又能缓解转子动不平衡,最大形状系数为2叶的1.4871,3叶的1.3865,4叶的1.3159;非1.3865最大形状系数的1.367最优值,说明转子尺寸须优化。     

罗茨转子取得最大形状系数的通用判据研究

为研究罗茨泵用转子取得最大形状系数的几何特征,在定义转子主型线段的基础上,采用共轭几何上的欧拉-萨伐里方程法,由谷主型线段的曲率半径为0的极限点,倒推出峰主型线段上共轭的最大形状系数点,据此确定出峰主型线定义中的待定系数,并进而给出转子最大形状系数的计算方法。结果表明,转子取得最大形状系数等价于最大形状系数点、曲率中心、转子中心构成一以曲率中心为直角点的直角三角形的通用判据1,和最大形状系数点处的曲率半径被其瞬心所平分的通用判据2;转子取得最大形状系数与通用判据间互为充分必要条件,且仅能确定出峰主型线定义中的2个待定系数。     

一种腰部为椭圆线的罗茨真空泵转子型线设计与分析

转子作为罗茨泵的关键零部件之一,对产品的整机性能具有重要影响,而转子设计的核心是转子型线的设计。本文以腰部椭圆线为基础开展转子型线设计,转子位于节圆内的型线由椭圆线构成,位于节圆外的型线由椭圆线的共轭曲线组成。设计中首先确定位于腰部的椭圆线及其啮合角,然后应用两个转子间的啮合关系,分析求解型线位于节圆外的共轭曲线,从而获得整个转子型线。最后,设计了抽速为70 L/s的罗茨泵转子,并分析了转子容积利用率与独立可变参数的关系。该型线与顶部为椭圆线的转子型线相比,容积利用率可大于50%,优势明显。     

泵用新抛物线转子的型线研究与轻量化设计

为降低共轭泄漏和缓解转子的动不平衡,提出一款新的抛物线转子。基于抛物线的成形原理,从几何关系、理论型线、实际型线、取值上限、坐标方程和参数化模型等6个方面展开研究;其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,转子副所占方体空间的最小体积为目标函数,构建优化模型和实例分析。结果表明:抛物线转子因更大的综合曲率半径和较小的顶部几何特征,既能降低共轭泄漏,又能缓解转子动不平衡,最大形状系数为2叶的1.4871,3叶的1.3865,4叶的1.3159;非1.3865最大形状系数的1.367最优值,说明转子尺寸须优化。     

圆弧包络线在罗茨转子型线设计中的应用

罗茨转子是罗茨鼓风机、罗茨压缩机、罗茨流量计和罗茨真空泵等设备中最关键的核心部件。罗茨转子的设计成功与否，对这些设备的性能至关重要。本文使用计算机动画编程的方法，对圆弧包络线的生成和性质进行了研究，并将其应用于罗茨转子型线的设计中。文中还引入了形状系数c和峰顶系数c1，详细给出不同类型的圆弧型线的罗茨真空泵容积利用系数随形状系数c和峰顶系数c1的变化情况。文末给出了一个转子加工的实例。     

大型冷库螺杆压缩机几何特征及型线优化研究

目的 针对大型冷库系统用螺杆压缩机的型线设计与优化问题,建立型线几何特征计算数学模型,为螺杆压缩机型线设计与优化提供理论依据。方法 以目前广泛采用的GHH型线为研究对象,基于本文采用的型线几何特征计算方法,发现GHH型线的接触线不连续。采用圆弧-圆弧包络线共轭曲线对代替原始GHH型线中的圆弧-圆弧共轭曲线对,实现接触线的连续,提出修正的GHH型线。进而以修正的GHH型线为研究对象,分析节圆半径、齿高、双边长度等型线参数对接触线、啮合线、泄漏三角形等型线几何特征的影响。结果 研究发现,泄漏三角形的面积与节圆半径、导程呈线性正相关,与齿高、双边长度呈线性负相关,其中双边长度对泄漏三角形的面积影响最大。具体地,当节圆半径由48mm增大至60 mm时,面积利用系数由0.462减小为0.427,接触线长度由174.5 mm增大至182.2 mm,泄漏三角形面积由1.7mm²增大至8.2mm²。结论 本文建立了转子型线几何特征快速计算数学模型,对GHH型线进行了优化,实现了螺杆转子接触线的连续,揭示了型线参数对型线几何特征的影响规律,为转子型线优化提供了...     

Morphologic field morphing: Contour model-guided image interpolation

An interpolation method using contours of organs as the control parameters is proposed to recover the intensity information in the physical gaps of serial cross-sectional images. In our method, contour models are used to generate the control lines required for the warping algorithm. Contour information derived from this contour model-based segmentation process is processed and used as the control parameters to warp the corresponding regions in both input images into compatible shapes. In this way, the reliability of establishing the correspondence among different segments of the same organs is improved and the intensity information for the interpolated intermediate slices can be derived more faithfully. To improve the efficiency for calculating the image warp in the field morphing process, a hierarchic decomposition process is proposed to localize the influence of each control line segment. In comparison with the existing intensity interpolation algorithms that only search for corresponding points in a small physical neighborhood, this method provides more meaningful correspondence relationships by warping regions in images into similar shapes before resampling to account for significant shape differences. Several sets of experimental result are presented to show that this method generates more realistic and less blurred interpolated images, especially when the shape difference of corresponding contours is significant. © 1997 John Wiley & Sons, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 8, 480–490, 1997     

结合水平集和粒子滤波的人脸轮廓跟踪

针对视频序列中的人脸轮廓跟踪问题,提出了一种将改进水平集方法引入到粒子滤波框架中的轮廓跟踪算法.此算法使用零水平集函数对人脸轮廓进行表示,通过水平集函数的演化对人脸轮廓进行逼近.为了解决人脸遮挡问题,将形状先验加入到演化过程中来约束曲线的演化.算法在粒子滤波的框架下可以同时跟踪人脸区域的仿射运动和人脸轮廓的形变.实验结果表明,所提出的'方法可以对人脸轮廓进行精确的跟踪,并对外界的光照变化,背景干扰,人脸部分遮挡有较强的鲁棒性.     

双重主动轮廓图像分割

本文首先利用小波变换得到原图像的粗分辨逼近,在粗分辨逼近中得到图像的一个粗尺度分割。由于逼近图像中噪声下降,尺寸减少,使得算法对参数的选取不太敏感,而且收敛速度加快。然后将第一次分割结果通过小波反变换返回到原始尺度上,将得到的近似轮廓曲线作为初始水平集函数再在原图像中演化得到更准确的分割,这样就得到了一种双重主动轮廓图像分割算法。由于初始轮廓曲线非常接近真实的轮廓曲线,所以很快就可以收敛到真实的轮廓。理论分析和数值结果表明,双重主动轮廓分割算法可以快速有效地分离出感兴趣目标。     

Emoji面孔的轮廓形状对使用意愿的影响——以汉口水塔Emoji为例

目的 研究Emoji设计中面孔轮廓形状对人们使用意愿的影响,为武汉本地文化遗产活化提供理论支持与借鉴。方法 向被试者展示8个具有不同情绪内容和面孔轮廓形状的汉口水塔Emoji,通过问卷的形式分别对被试者的共情能力、感知情绪强度、使用意愿等进行测量。结果 验证了Emoji的面孔轮廓形状对人们感知情绪强度与使用意愿的影响。结论 对汉口水塔Emoji而言,相比倒三角形,人们对面孔轮廓形状为圆形的Emoji具有更强的使用意愿。其中,感知情绪强度在轮廓形状与使用意愿之间起到中介作用,而人们能从面孔轮廓形状与表情内容情绪一致的Emoji中感知到更强的情绪;个体的共情能力对情绪强度的感知具有显著的调节作用。以上研究给人们的启示是,在设计类似主题的Emoji时需考虑面孔轮廓形状对情绪表达和使用意愿的影响,避免产生歧义。     

The boundary contour method for piezoelectric media with linear boundary elements

This paper presents a development of the boundary contour method (BCM) for piezoelectric media. First, the divergence‐free property of the integrand of the piezoelectric boundary element is proved. Secondly, the boundary contour method formulation is derived and potential functions are obtained by introducing linear shape functions and Green's functions (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 1998; 158 : 65) for piezoelectric media. The BCM is applied to the problem of piezoelectric media. Finally, numerical solutions for illustrative examples are compared with exact ones and those of the conventional boundary element method (BEM). The numerical results of the BCM coincide very well with the exact solution, and the feasibility and efficiency of the method are verified. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

e-x的三次Hermite-Padé逼近系数多项式的渐近估计

研究了三次Hermite-Pade逼近系数多项式的围道积分表示,利用鞍点法得到了这些多项式的渐近估计.     

基于HJC损伤本构模型的灰岩隧道光面爆破数值模拟及工程验证

为解决六枝至安龙高速公路隧道爆破施工中光面爆破效果不良的问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件开展了径向不耦合装药系数及周边眼间距的多工况计算;进而基于不同爆破参数条件下的围岩损伤特征分析,优化得到了合适的爆破参数:径向不耦合系数1.25,炮孔间距为55 cm。进一步开展了隧道周边眼整体模型的数值计算,获取了优化参数条件下的隧道爆破成型预测效果。将优化的爆破参数应用于现场爆破后发现,隧道轮廓线平整,形成的隧道开挖轮廓线与设计轮廓线基本吻合,应用效果良好。     

等值面的生成原理与算法

本文从工程实际中引出,由四变量离散数据图示等值曲面的问题,提出了构造等值曲面的四维画法几何生成方法,在用计算机实现此生成方法的过程中,从理论上证明了1982年Nguyen-Van-Phai提出的四面体网格化算法,这种算法的性质,即四面体球面过剩为最大的情况下是最佳的,可以有效地应用于计算机绘图和有限元分析的网格自动生成等方面。本文用此算法求出四变量离散数据的等值点,从而实现等值曲面的拟合。     

基于表面评估的工件轮廓识别方法研究

现有加工工件材料和加工方式的多样性使得工件的表面情况多样,导致视觉系统难以准确识别工件轮廓,因此提出了一种适用于不同工件表面的轮廓识别方法。根据纹理区域面积与凸包面积的比值对工件表面进行评估和分类。对于表面质量较好的工件,采用高通线性滤波器对图像进行滤波处理,通过工件表面信息与边缘信息的差异实现工件图像边缘提取;对于表面质量较差的工件,采用一种自适应轮廓提取方法来识别图像边缘。实验表明,与传统的Canny边缘检测算法相比,所提出的方法能够更好地去除噪声干扰,其识别轮廓的精度更高。所提出的轮廓识别方法对不同工件表面有较好的适应性,具有一定的应用价值。     

SMA增强复合材料力学特性的细观力学模型

基于细观力学的理论 , 将 SMA增强复合材料视为三相等效系统进行分析 , 即基体相、 奥氏体相和马氏体相 ; 求解了 SMA增强复合材料的有效热膨胀系数和有效相变应变系数的一般表达式 , 该表达式适用于各种形状的纤维增强复合材料。在整个相变和逆相变过程中 , 奥氏体相和马氏体相都表现为弹性特性 , 避免了传统方法的强非线性问题。该模型计算过程简单 , 同时还考虑了奥氏体、 马氏体和基体间的相互作用 , 理论分析更接近实际。并分析了纤维的含量、 形状和尺寸等因素对宏观模量的影响 , 通过比较可知 , 所得结果可靠 , 为 SMA增强复合材料的设计和使用提供理论依据。