大型空腔叶片的三维逆向造型研究

研究了大型空腔定子叶片逆向造型的若干关键技术:数字化测量方法、数据处理和三维模型重构.定子叶片的型面非常复杂,具有空间大曲率翼型结构,其造型设计对于对流体的流动特性影响很大.并且叶片具有空腔结构,常规的数字化测量方法很难简便地测得完整的点云数据.针对该空腔叶片的特殊结构,设计了一种合理的测量方案和数据精简方案,并进行了模型重构,最终得到了叶片的三维模型.大型空腔叶片的逆向三维造型研究可以缩短定子叶片的改进和创新设计周期,为叶片的铸模设计及后续加工提供依据.     

大型风能发电机组叶片再设计系统研究（英文）

叶片的外形设计和翼型的选择是影响风力机性能和产能效率最为核心的技术。提出了一种大型风能发电机组叶片再设计的原理和方法,对叶片模型进行剖析,寻找几何特征,探索制约叶片形状的基本因素,确定叶片截面参数计算公式,利用所开发的叶片翼型自动生成系统,完成了叶片的再设计,并得到了实际应用。结果表明:这种再设计方法满足产品设计需求。     

大型空腔铸件铸造工艺研究

以下凸模铸件为例,详细研究大型空腔铸件的铸造工艺.通过改进铸造工艺,解决了大型空腔铸件铸造过程中的漂芯、排气等问题,获得高质量的铸件产品.     

大型空腔叶片固溶热处理变形的仿真预测与验证

大型空腔定子叶片因其特殊结构,在进行固溶热处理工艺时易产生表面应力集中,导致叶片发生翘曲变形。若用试错法不断修正其模型,使叶片铸件的加工余量增大,生产周期变长。通过对叶片固溶热处理过程进行仿真模拟,使该过程“可视化”,得到叶片铸件冷却后各部位的位移场分布,利用位移场的分布可以知道铸件各方向收缩量的大小及铸件的形状畸变情况,采用激光跟踪测量仪对大型定子叶片测量并与仿真得到的数据进行对比,数值模拟变形最大值为5.57 mm,最小值-6.05 mm,实验测量最大值为4.76 mm,最小值-5.13 mm,变形位置分布基本一致。此研究为探索热处理工艺参数对大型定子叶片成型的影响、优化热处理工艺、解决工程实际应用问题提供了支撑。     

大型服务器液冷系统的管道振动应力分析方法研究（英文）

流体压力脉动致振是影响大型服务器液冷系统管道可靠性的重要因素之一。基于ANSYS workbench中的模块连接功能,提出一种液冷管道振动应力分析方法。首先在Static Structural模块中分析管道在稳定流体压力作用下的应力情况,然后在Harmonic Response模块中分析管道在流体压力脉动作用下的响应情况。测量实际管道的振动加速度,并结合有限元仿真计算结果进行对比分析,确定液冷管道中流体的压力脉动幅值。分析结果表明:弯管处是管道上应力最大的部位,应优先进行振动可靠性分析。该成果可为大型服务器液冷系统管道可靠性研究提供了一种可行的振动分析方法。     

叶片测量造型方法研究

对叶片类零件的测量造型方法进行了深入研究。重点解决了叶片测量造型中叶盆、叶背、缘头截面线的构造和拼接问题,并针对散乱数据点提出了一种采用三次贝齐尔曲线拟合椭圆弧构造缘头的新方法。结果表明,采用本文的方法可以消除叶片造型中缘头处的扭曲变形问题,提高了叶片测量造型的质量。     

涡轮叶片造型方法的研究

对涡轮片进行精确的数学描述是对其进行数控加工的前提，本文讨论了在给定叶片沿叶高方向上截面数据的情况下，采用双三次B样条拟合法和三次NURBS曲面插值法构造叶片曲面的具体算法，分析了两种方法的优缺点，并给出了具体的算法和公式，深入探讨了叶片构造过程中遇到的部分网格确定，插值曲面构造，圆弧的二次NURBS曲线精确表示，NURBS曲线节点插入算法及其升降阶等关键性技术问题。     

基于地图信息的电力三维轨迹巡线系统的算法研究（英文）

根据最新电力巡线管理的要求,研发出一种基于压缩映射原理的BP神经网络建模方法的三维电力轨迹巡线算法,该算法能够有效提高三维电力轨迹巡线管理系统的部分功能效率,降低系统运行中的错误几率以及系统运行所需要的硬件配置性能,减少系统运行所需的等待时间。     

大型垂直分型造型线生产铸铁件的质量控制（3）

分析了造型材料、型砂性能、砂处理系统及生产过程控制等方面对铸件质量的影响,提出了相应的质量控制措施并用于生产,得出以下结论:(1)根据DISA 2070大垂直造型线特点,控制型砂性能(湿拉强度、有效膨润土含量等)、原辅材料(膨润土、水质等)技术参数,是保证铸件质量的前提条件;(2)合理设计浇、冒口系统,采用减压或混合式浇注系统并对铸件的生产过程进行严格控制,可以有效地解决大垂直线出现的漏铁、冲砂、夹砂、缩孔及缩松等缺陷;(3)稳定大型垂直分型造型线的生产,必须综合治理,使铸造过程受控,确保铸件的质量满足客户要求。     

熔融沉积式燃机叶片快速熔模铸造技术研究与试验（英文）

针对某燃机叶片叶型部分形状复杂和轮廓度精度要求高的特点,提出了一种基于熔融沉积技术的燃机叶片快速熔模铸造方法,通过基于NURBS曲线的分层截面生成算法对燃机叶片STL(stereolithography)模型进行分层,提高燃机叶片模样的轮廓度精度,制订了燃机叶片快速熔模铸造工艺流程,采用三坐标测量机对燃机叶片铸件进行测量,对其两个关键截面进行型线轮廓度偏差分析与评价,结果表明:基于熔融沉积技术的快速熔模铸造燃机叶片铸件在轮廓精度方面满足要求,快速熔模铸造工艺流程合理、可行。     

面向液体力学的基质板烘干三维流场仿真研究（英文）

水稻育秧基质板是用废弃秸秆粉碎后压制而成,可以有效减少因其焚烧而造成的环境污染。但由于基质板在烘干过程中,存在烘干效率低,且烘干不均匀的现象,所以现提取局部干燥空间,采用CFD技术模拟基质板周围空气的运动规律,探讨不同出风口的形状及摆放对空气速度分布的影响,通过详细对比选取不同出风口时基质板周围空气的速度分布云图,得到当出风口尺寸为8×230 mm且与基质板长方向垂直时,基质板周围空气速度分布最好,几乎无零速区,分析证明了本研究技术能够节省研究成本,提高基质板的干燥质量。     

基于三维测距和LS-LM的传感器网络节点定位研究（英文）

为了有效提高无线传感网中三维测距节点定位的精确度,提出了一种基于三维测距和LS-LM的无线传感网节点定位算法。首先,运用了海伦公式的四面体体积公式,结合平面上向量旋转2维变换,在仅需要3个锚节点的情况下就能够得到估计距离和方向。其次,针对锚节点数量大于3的情况,利用Least-Square Levenberg-Marquardt (LS-LM)算法对目标节点的估计位置进行了优化。实验验证了提出算法在无线传感器网三维定位的可行性。仿真结果表明:与传统的3维LM和类似算法相比,提出算法的性能更好,定位精度提高了约8%。     

基于UG NX的离心泵叶轮叶片三维造型系统开发

叶片水力模型提供的叶片表面型值点柱坐标不能直接用于UG NX三维造型.在叶片水力模型的基础上,给出计算叶片表面型值点直角坐标的算法流程,介绍沿轴面截线方向进行叶片三维造型的方法,简述基于UG NX平台的叶片三维造型二次开发的步骤,定义程序开发的数据结构,在支撑软件UG NX中程序化实现叶片的三维实体造型.实际使用结果表明该方法可以缩短叶片类产品的设计周期,提高设计精度.     

采空区三维激光扫描信息可视化处理集成系统研发（英文）

研发了集采空区激光扫描信息管理、空区激光探测点云数据去噪优化、空区三维模型构建及可视化显示和操作、模型编辑、剖面生成、空区体积及顶板面积计算、模型间布尔运算以及可与第三方软件交互等多种功能于一体的采空区三维激光扫描信息可视化集成处理系统。此系统具有界面简洁、数据导入导出接口丰富、集成度高及应用操作简便等特点。实践表明,该系统具有良好的稳定性和可靠性,且适应性强。     

叶片倾角对液力缓速器内流场的影响分析（英文）

基于CFD软件平台,利用滑移网格的方法,将液力缓速器定子和转子之间的接合面命名为网格分界面(interface),用它来传递不同子域间的工作液的流动信息。采用了RNG k-ε模型和SIMPLEC算法对不同叶片倾角的液力缓速器进行三维数值模拟和分析,得到了缓速器内部流场的压力及速度分布云图,进一步对制动力矩进行比较。结果表明:叶片倾角在36°到51°的范围里,随着叶片倾角的逐渐增大,制动力矩逐渐增加大;当叶片倾角增大到43°后,制动力矩开始逐渐减小。     

基于计算机视觉的排爆机器人三维坐标计算（英文）

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一种基于计算机双目视觉的排爆机器人三维坐标计算方法,并依此设计相应的控制系统,以实现排爆机器人的自动抓取。首先介绍排爆机器人机械结构设计,然后介绍计算机双目视觉的原理及其软硬件,最后抓取精度实验和分析,机器人自动抓取目标物时,误差小于2 cm,满足抓取任务的精度要求。抓取中,当手爪在机器人正前方时,误差最小,反之,当手爪在机器人正前方的上面或下面、左边或右边时,误差变大;同时目标位置愈近愈好,但由于机械手的视觉范围决定不能太近,否则可能抓不到,或无法使目标物在摄像头的视觉范围之内。     

风力机叶片覆冰翼型气动性能的数值模拟（英文）

以某1.5 MW风机叶片S818翼型为研究对象,建立了翼型流场有限元分析模型。采用基于Reynolds平均的Navier-Stokes不可压缩粘性方程作为流动控制方程,对无冰翼型、霜冰、弦长冰及角冰翼型进行数值模拟分析,得到了-2°-20°攻角下不同厚度叶片翼型的升阻比、速度矢量和表面压力分布。研究结果表明:覆冰越厚,翼型的最大升阻比降幅越大。对于弦长冰和角冰在厚度达到一定值时,使得升阻比损失产生较大的突变。在覆冰厚度都为10 mm时,角冰的最大升阻比减幅最大,达到22.04%;其次是弦长冰为11.97%,霜冰的最小为6.41%。同时结冰后的翼型会提前进入失速区,导致桨叶气动性能恶化,降低了风机的功率系数。     

滚动直线导轨设计研究（英文）

结合实际经验及理论研究,针对滚动导轨抗震性差及使用不稳定等缺点,运用有限元软件ANSYS对影响导轨精度因素的主轴导轨系统进行了模态分析和计算,对相应零部件曲面进行优化设计,采用适当增加导轨表面硬度的方法提高导轨精度和使用寿命,并对导轨系统进行静力学仿真以确定自身静刚度,通过实验证实此导轨的高刚度性能。提出了设计时注重选材和受力分析计算,使用时也要注意防尘防护、润滑及适当预紧。     

基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法研究（英文）

在形状基不定情况下,对三维服装信息提取过程存在特征关联较弱,分割区域扩大等问题。为此,提出一种基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法。首先对采集的服装三维图像进行纹理特征分割,图像序列自适应块匹配方法进行信息增强处理,然后采用桌面型3D打印技术进行服装设计中的图像三维重构,进行服装三维图像表面渲染,实现服装信息提取。最后通过仿真实验进行性能测试,结果表明:采用该方法进行服装信息提取,能准确反映服装的纹理信息和三维渲染信息,服装设计的色彩均衡性较好,有效指导服装设计优化。     

涡旋式膨胀机效率的研究（英文）

根据涡旋式膨胀机的工作原理,对涡旋式膨胀机进行动力学分析,得到了涡旋齿所受切向气体力的表达式,进而得出了输出转矩的表达式。以工程热力学的普遍原理为基础,得到了涡旋式膨胀机的有用功,结合气动功率概念,最终推导出涡旋式膨胀机有效热效率的表达式。在理论研究的基础上,设计了试验台,通过试验对结论进行了验证,证明了涡旋式膨胀机的效率与进气压力、体积流量、膨胀机转速之间的关系,并指出工质内泄漏对涡旋式膨胀机效率的影响,为提高涡旋式膨胀机的效率提供了理论基础。