基于AIF的三角形网格切割方法

在三角形网格的三维表面模型基础上,提出了一种基于AIF的三角形网格切割算法.切割过程中,首先通过AIF的网格拓扑结构检索算法,由离散的切割点来构造连续的切割路径,然后修改AIF,实现网格重建,获得新的三角形网格和拓扑结构,最后利用AIF与树型搜索算法实现对切割后独立三角形网格群的提取,获得切割分离的效果.试验结果表明,所提出的算法可较好地执行切割分离过程,并且得到较高的精确度和真实的切分绘制效果.     

三维有限元结果数据在切割面上的图形可视化

实现三维有限元模型任意切割面上的彩色云图,是有限元计算数据可视化的一个重要技术.采用面向对象的程序设计方法,利用扫描线算法,以VC 6.0中的OPENGL作为工具,实现了三维单元体计算数据值在切割面上图形显示.给出的算例说明了算法的有效性.     

三维方形板材切割的聚合启发式混合算法

针对三维方形板材切割问题,提出一种有效的三维切割问题的聚合启发式混合算法（AG_HA）。该算法基于三维装箱的基本块,利用评估规则对可聚合基本块进行局部聚合,然后运用启发式算法得到初始切割方案,最后利用遗传算法对切割方案进行优化。对具有代表性测试数据的计算结果表明,该算法是解决三维方形板材切割问题的一种有效方法,且可与目前经典算法竞争。     

基于图切割结合区域生长算法的超声图像分割

本文提出一种基于图切割结合区域生长算法的超声图像分割方法.文中采用对图像进行分块后进行图切割的方法,大大降低了算法的时间复杂度,在分割的过程中利用先验知识和图像边缘信息,对分割进行约束和指导,并与区域生长算法相结合从而实现了超声图像的快速自动分割.实验结果证明该方法分割效果良好,具有一定的应用和研究价值.     

一种新的复杂地质体采矿工程剖面图自动生成方法

提出基于三维实体快速切割算法和区域(内含孔、岛)自动识别技术的地质体剖面图自动生成方法.基本思想是:首先采用基于平面隐函数的切割算法实现地质体的快速切割,生成离散的交线;并采用基于KD树的空间快速索引方法,确定交线间的邻接关系,并生成一系列封闭的轮廓线;封闭的轮廓线将平面划分为多个复杂的区域,采用图论中的树结构形式化表达复杂区域;最后对树表示的区域进行岩性图案的填充.该算法已在DIMINE 数字矿山系统中实现,并应用于三维地质实体工程出图模块中.实验结果表明:该算法有较好的计算效率,是一种比较实用的地质体剖切方法.     

基于动态纹理切割的几何校正算法研究

要针对多通道曲幕投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于动态纹理切割的几何校正算法.该算法首先按照不同的修正程度对曲幕进行切割;其次通过切割点寻找合适的纹理切割位置得到一系列条带状纹理四个角的坐标在校正前后的关系;最后利用这个关系完成帧缓存纹理重映射,从而实现了几何校正。在双通道曲幕投影系统中进行实验的结果和实际场景应用表明,算法能够有效提高几何校正效率,且无需专业的图像采集反馈设备,在成本上具有一定的优势。     

基于硬件加速的三维切割技术研究

针对传统三维数据切割方法不能够实现实时人机交互操作,以及难以按照操作人员的需求进行有效切割操作的缺陷,论文研究并给出了一种利用图形硬件加速的三维体数据切割方法。实验结果表明,该方法在保证良好切割质量的前提下,能够实现较好的交互实时性。     

水切割机器人路径规划方法

以汽车内饰件切割路径优化为研究对象,提出了一种改进禁忌表蚁群算法,实现优化排序.根据水切割过程特点和工艺要求,进行了水切割路径规划问题分析与建模,设计了改进的禁忌表,利用分层思想将禁忌表划分为3段:内部小环段、内部大环段和外部轮廓段,各段的优先级依次降低,并确定了与此相应的禁忌表的更新规则.在此基础上,给出了基于改进禁忌表蚁群算法的水切割路径优化排序方法,对轮廓切割顺序和各轮廓起始点选择同时进行优化.仿真与实验结果表明,改进禁忌表蚁群算法是可行、有效的,可大大缩短水切割机器人的示教编程时间,显著提高水切割作业的效率和质量.     

GIS制图中骨架提取算法的设计与实现

利用骨架作为物体形状的一种有效表示的特点,提出了一种通过对不规则多边形进行三角切割,以获得多边形骨架的算法设计和实现的方法,实验结果表明:算法基本保持了骨架位置的准确,保证了骨架线的连续性.     

光纤激光三维切割加工中的机器人离线编程

采用离线编程的方法实现了对6轴机器人的运动路径进行控制.通过对不锈钢盆复杂图案的激光三维切割实验,说明了机器人离线编程在激光切割中的应用过程,指出了离线编程产生误差的因素有:工具坐标、工件建模、离线编程软件及机器人本体误差等,并提出了解决方法.     

免解二次方程的圆形窗口裁剪算法

在相关文献提出的基于矩形窗口裁剪的圆形窗口裁剪算法的基础上，通过判断圆形窗口与待裁线段的位置关系，提出一个免解二次方程的圆形窗口裁剪算法，该算法省去矩形裁剪步骤，同时也避免了解二次方程，大大减少算法的计算量。     

磨料水射流旋转切割岩石深度计算模型

针对地下洞库结构防护设计,需对洞库围岩实施人工致裂,从而在围岩中构建人工裂隙群以达到抗爆消波的目的,提出利用环形磨料水射流切割围岩施工方法。根据磨料颗粒去除非岩石材料体积模型,推导了磨料粒子对岩石的体积去除量与磨料速度关系模型;基于磨料射流切口形状假设了环形磨料射流切割深度估算模型,并与已有数据进行对比验证了模型的有效性;定义磨料射流在外流场的流量衰减系数,提出了磨料射流岩石极限切割深度计算方法,通过算例分析了特定工况下磨料水射流切割砂岩及花岗岩的理想极限深度,得到磨料水射流对岩石的切割半径满足围岩人工割缝半径目标。研究表明:磨料水射流对花岗岩的制缝深度约为切割砂岩的55.7%;使用磨料水射流进行围岩割缝在工程应用中具备施工可行性。     

虚拟手术中表面网格切割优化算法的研究

针对人体器官的切割仿真是虚拟手术系统中的重要组成部分。本文通过移动切割轨迹与三角面片的交点对交点复制顶点平移法进行优化,并按照最小角最大化的原则重新构造三角面片以达到提高剖分质量的目的;提出了利用贝塞尔曲线方法构造切口凹槽的思想,采用复用二次贝塞尔曲线对切口凹槽进行细化。实验结果表明本文方法提高了切割后新生成的三角面片质量,使模型切口凹槽更为平滑,有利于虚拟手术的二次切割模拟。     

PDC钻头切削齿运动规律的探讨

根据ＰＤＣ钻头的运动特点及工作特点，建立了描述ＰＤＣ钻头各个切削齿运动规律的理论分析体系，给出了计算或确定各切削齿运动速度、切削面积、井底角、旋转一周的破岩体积、切削齿的工作部位等参数的具体方法，为分析和评价或定量计算各切削齿工作条件和钻头总体性能奠定了基础     

复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响

为提高复合片钻头的钻进性能,利用车削实验模拟不同斜镶角的复合片钻头在钻进时与岩石的相互作用,研究复合片斜镶角对钻头钻进性能的影响。实验设定了5 组不同的斜镶角,在正压力和摩擦路程不变的条件下,分别测得复合片的体积磨耗,并从力学角度以及有限元分析两方面对复合片斜镶角影响钻头钻进性能的原理进行了分析论证。结果表明,在相同力的作用下,随着斜镶角的减小,一方面复合片切削刃各相同位置的应力增大,另一方面复合片的体积磨耗增大,钻头使用寿命减短。可见,复合片切削齿的斜镶角存在一个最优值。     

PDC磨损齿切削破岩过程的实验研究

为探究深部钻井PDC钻头切削齿在磨损状态下的切削破岩过程,选取深部钻井PDC钻头上不同磨损程度的PDC齿开展单齿切削实验,借助应力测试系统、高速摄影机和热红外成像仪分析磨损齿的受力状态、温度变化规律以及岩石裂纹扩展过程。结果表明,与未磨损齿相比,磨损齿所受切削力更大、温度变化更明显,且更易产生大体积岩屑,这将导致钻头在井下振动加剧,磨损急剧加快,严重影响其使用寿命;切削花岗岩时切削力和温度大幅上升的问题更加突出,但更容易发生体积破碎,产生较大块的块状岩屑。研究成果将有助于重新认识真实井底磨损齿切削破岩及温度变化规律,并为钻头设计及井下寿命评估提供重要参考。     

异型石材高效锯切优化策略

针对异型石材铣磨效率低下的问题,利用金刚石圆锯片大切割深度的优势,提出一种异型石材高效锯切粗加工优化策略.首先,用边界表示法描述锯切过程中的工件数据结构;其次,提出以八叉树算法搜索材料去除最大深度,获取相应的特征切削点和特征工件顶点,用于构造锯切平面,以实现工件材料去除量最大化;接着,以锯切加工时间最小为优化目标,分析金刚石圆锯片沿锯切平面走刀产生的截交面多边形特性,结合一刀切透方式,给出一种最短锯切行程的进给方向优化方法;最后,对路障球进行锯切工仿真实验.仿真结果表明:在材料去除量为1.091×10⁷ mm³时,相比传统磨削加工,所提锯切加工策略使去材效率提高了近7倍.     

南水北调东线济平干渠边坡垂直截渗技术

针对南水北调东线济平干渠渠首段存在高水头侧渗、渗水量多、施工困难的问题,采用数值计算和理论分析的方法,提出用深层搅拌水泥土防渗墙进行垂直渗流控制的措施,并运用渗流有限元技术,分析了防渗墙位置对渠道边坡截渗效果的影响,以及不同深度悬挂式防渗墙、封闭式防渗墙对渠道边坡截渗效果的影响,推荐了15 m深的悬挂式垂直截渗方案。     

Tool life modeling for evaluating the effects of cutting speed and reinforcements on the machining of particle reinforced metal matrix composites

The wear of cutting tools in the machining of 2024Al alloy composites reinforced with Al₂O₃ particles using varying sizes and volume fractions of particles up to 23.3vol% was investigated by a turning process using coated carbide tools K10 and TP30 at different cutting speeds. Machining tests were performed with a plan of experiments based on the Taguchi method. The tool life model was developed in terms of cutting speed, size, and volume fraction of particles by multiple linear regressions. The analysis of variance (ANOVA) was also employed to carry out the effects of these parameters on the cutting tool life. The test results show that the tool life decreases with the increase of cutting speed for both cutting tools K10 and TP30, and the tool life of the K10 tool is significantly longer than that of the TP30 tool. For the tool life, cutting speed is found to be the most effective factor followed by particle content and particle size, respectively. The predicted tool life of cutting tools is found to be in very good agreement with the experimentally observed ones.     

Superior machinability of steel enhanced with BN and MnS particles

The strategy that replacing part of MnS with BN was proposed in order to decrease the sulfur content in sulfur based free-cutting steel. The effects of BN and MnS inclusions on the microstructure and machinability of the steel were systematically investigated. The results show that most of the BN and MnS inclusions exist individually in the steel and only a small amount of them are in a composite state forming either isolated particles or clusters of particles. In the case of multi-phased steel, the theoretical calculation predicts that the volume of large BN particles should be 0.7 times of the volume of large MnS particles. The machinability of this type of BN and MnS alloy steel over a wide range of cutting speeds ranging from a low speed appropriate for drilling to a high speed appropriate for turning is confirmed as being equal to or superior to that of an MnS reference steel, even though the sulfur content in the composite steel is only half that of the MnS steel. The aptitude for cutting effect of 240 ppm nitrogen and 115 ppm boron in the composite steel is demonstrated to be equivalent or even better than 1000 ppm sulfur in MnS free-cutting steel.