光固化快速成形自动支撑技术研究

对光固化快速成形中自动支撑问题进行了研究,提出了基于STL模型的待支撑特征识别方法,实现了对待支撑面、悬吊线和悬吊点的提取。根据待支撑特征投影区域的几何特征,将其分为细小区域、细长区域以及环形区域等,针对各类区域的形状特点采用不同的填充算法进行二维支撑填充,提出了三点法确定支撑的生长起始点和终止点的方法,开发出了支撑自动生成软件。实际应用表明该技术可以解决人工加支撑时由于支撑不合理所造成的制作失败及精度降低等问题,节省了Stereolithography加工时的数据预处理时间,提高了快速成形的效率。     

基于STL模型垂直切片的支撑自动生成算法研究

针对光固化等快速成形工艺中须对零件加支撑的需求，本文提出一种新的支撑自动生成算法。该算法基于STL模型提取零件的悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等待支撑区域的关键特征，根据它们在形平面的投影特征来优化布置分层基准线并进行垂直切片，应用所提出的基于垂直截面轮廓内待支撑边生成支撑多边形的算法，生成相应的变厚度薄壁形支撑。实际应用表明，该算法能够对成形零件的待支撑区域自动添加准确有效的支撑。     

基于STL模型支撑生成算法的研究

针对快速成型制造中须对零件加支撑的需求,提出一种新的支撑生成方法。它首先提取零件待支撑区域的关键特征(如悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等),同时指出各种支撑的基本构件实质就是单边对应的多边形支撑面,并采用了局部斜板支撑的方案实现其生成算法,在此基础上生成零件的特征支撑;然后采用对生成的特征支撑STL模型分层后分区扫描填充加强支撑线来实现对待支撑下表面内部区域的有效支撑。应用表明：该方法实现了对成型零件关键特征的准确支撑和对待支撑面域的有效支撑,生成支撑效果良好。     

光固化快速成形中待支撑区域识别技术研究

从实现的角度出发，以支撑设计规则为分类原则，对待支撑区域进行了分类。在对零件的STL格式表示和其几何特征的相互关系研究的基础上，介绍了基于STL模型的三维待支撑区域特征识别的数据结构设计和实现技术，最后，给出三维待支撑区域特征识别的完整算法及其应用实例。     

一种受约束的散乱点三角划分方法

提出了一种基于区域分割的方法来解决受任意边界、孔域、特征线约束的二维散乱点的三角划分问题。该方法分两个步骤 ,第一步实现散乱点的初始三角形连接 ,第二步实现三角形网格优化。在初始三角形连接中 ,每连接一个三角形 ,将待划分区域分为两至三个较小的区域 ,然后分别对每个区域内的散乱点进行三角划分 ,这样一直迭代下去 ,直至没有新区域出现为止。本方法不仅能解决非凸边界、孔域、特征线嵌入等三角划分中的难点 ,而且其计算量也少     

气浮悬吊式太阳翼重力补偿装置的设计与验证

针对滚轮滑车悬吊式重力补偿装置运行阻力大、气浮支撑式补偿装置无法满足机构向气浮平台方向运动的问题,提出了基于龙门架式支撑结构与横、纵双向气浮导轨相结合的悬吊式重力补偿装置设计方案。采用多段拼接技术解决了超长纵向导轨生产与装调难题;采用在纵向导轨拼缝两侧增设节流孔的方法,提升了纵向滑车在拼缝处的运行平稳性;在纵向导轨上采用倒"V"形工作表面,解决了因外力未通过质心可能引起横向导轨运行偏转的问题;采用挤压成型中空铝型材与碳纤维增强梁相结合的方法实现了大跨距横向导轨的减重与抗弯刚度的提升。经分析与试验验证,在单个悬吊点处悬挂90kg负载,该装置最大运行阻力系数不超过0.037%,运行范围可达2 m×20 m,在速度不超过1 m/s,加速度不超过0.3 m/s~2的使用条件下,具有良好的动态跟随能力,可满足太阳翼、天线等大型空间可展开机构地面展开试验与性能测试的需求。     

高速客车车下设备最优悬吊刚度研究

建立了考虑构架及弹性车体的车辆系统简化模型,分析了车下设备采用弹性悬吊和刚性悬吊两种方式对车体振动的影响。研究表明:车下设备弹性悬吊方式能够在一定的频率范围内有效降低车体的弹性振动。采用传递函数理论,推导了车下设备最优悬吊刚度的数学表达式,分析表明,车下设备最优悬吊刚度对应的频率应接近车体的一阶弯曲频率。结合有限元和Simpack软件建立了高速试验列车的三维刚柔耦合动力学模型,并对试验车辆进行了滚动台试验测试,仿真结果与试验结果能够很好的吻合。     

SL快速成型中支撑自动生成技术研究

针对 SL快速成型技术加工时需要对零件加支撑的要求 ,通过对 CAD模型和 STL模型文件特点的分析 ,采用直接从 STL 模型文件提取信息找到 CAD模型的待加支撑面、线、点 ,并按待加支撑面、线、点的特征给其加二维支撑 ,再确定支撑空间高度的方案 ,实现了支撑自动生成。应用表明 :该技术节省了 SL加工时的数据预处理时间 ,避免了利用人工加支撑时的人为错误 ,提高了快速成型的效率     

考虑故障工况的悬吊单轨动态包络线计算方法

针对悬吊式单轨车辆结构特点,详细分析了悬吊结构对车辆姿态的影响,推导出悬吊车辆柔度系数和车体侧滚缩减系数,适用于各种一系、二系悬挂和悬吊铰接结构。根据车辆动态包络线计算原则和悬吊结构特点,考虑侧滚中心高、实际侧滚角和重力回复效应,推导出车体动态包络线计算公式。根据UIC 505计算方法,给出了典型悬挂故障工况下的动态包络线计算方法。     

三维颅骨特征点的自动标定

提出了颅骨特征点的全自动标定方法,该方法利用分区统计可变模型及模型相似性匹配的方法来标定颅骨特征点。首先,对颅骨分区样本进行统计建模;利用统计模型的形变控制生成基准模型和生成模型,并建立基准模型和生成模型间的映射关系。然后,定义了模型之间相似性。最后,利用模型相似度和映射关系,间接得到待测模型的特征点。实验结果表明:该方法定位眼眶模型特征点的位置平均误差值为3.232 5pixel;当距离阈值为10pixel(模型大小的3%)时,有90%的特征点的位置准确率达到100%。与现有方法相比,本文方法标定的颅骨特征点的准确度和精确度都更高,并且可以标定颅骨模型平滑区域的特征点。     

悬吊轴承断裂的原因分析及结构改进

GX型螺旋输送机上的悬吊轴承多采用滑动轴承,在实际使用过程中,悬吊轴承常出现较大磨损甚至产生裂纹和断裂,严重影响了生产的正常进行.文中通过对悬吊轴承应力状况进行分析,找出了产生裂纹的原因,并提出了良好的改进措施.     

一种新的截面轮廓特征点识别与分段曲线类型判别算法

截面特征处理技术是基于特征的反求工程CAD建模中的一个重要组成部分,而特征点识别、分段曲线类型判别是其首要环节。本文提出一种新的算法:首先对截面数据点排序;然后基于协方差矩阵的特征值分析自适应地确定支撑区域;在此基础上计算离散点的曲率进而完成特征点识别并实现数据分段;最后确定每个分段数据所对应的曲线类型。实验表明:算法精度较高,为基于特征的截面曲线重建提供了依据。     

基于角点检测的高精度点匹配算法

针对多光谱、多传感器遥感图像的自动配准,本文提出新的基于角点检测的高精度点匹配算法.该算法充分利用图像的点特征以及灰度和位置信息,先由Harris算子检测得到待匹配的角点集合,随后采用局部灰度相关进行粗匹配得到多对多匹配对,然后进行迭代由精匹配得到一对一的匹配对,最后利用角点间距离比进行全局一致性检测,进一步保证匹配的准确率.初步实验表明,本算法对于存在仿射变换的遥感图像可以精确自动匹配,其精度和速度都优于传统的点匹配算法.     

基于FDM技术的3D打印支撑结构自动生成算法研究

基于FDM技术的3D打印原理是靠加热的喷头挤出熔融的热丝层层堆积而成的。因此对于存在悬臂结构的模型,支撑结构的存在十分必要。为满足模型中形状复杂多变的待支撑区域,提出一种可以适用于复杂形状的树状支撑结构的生成算法。提出的算法基于STL文件模型,根据待支撑区域的特征提取出模型待支撑区域,然后在待支撑区域内由上而下依次建立树干从而生成树状支撑结构。提出的算法明显减少了支撑结构所用材料,提高了打印效率,并且便于模型和支撑结构的分离。     

基于最小生成树和TPS变换模型的图像拼接

本文针对图像拼接方法中的特征点匹配和变换参数求解问题,提出了一种基于最小生成树和TPS变换模型的图像拼接算法。该算法在每次迭代过程中,利用最小生成树的Laplace矩阵获取待拼接图像中特征点的匹配关系,然后估算待拼接图像之间的TPS(thinplatespline)变换参数,再利用这些参数使特征点集相互逼近,最终获得匹配关系和精确的TPS变换参数,实现图像的拼接。实验结果验证了该算法的有效性。     

基于抖动补偿技术的印刷品图像配准方法研究

在实际的印刷品缺陷检测过程中,存在因相机支架的颤动而导致标准印刷图像和待检测图像在空间位置上配准不精确的问题。为此,在图像去抖动技术的基础上,提出了一种融合SURF(speeded-up robust features)和ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)的运动估计算法。首先,基于SURF算法提取标准印刷图像和待检测图像的特征点;其次,基于ORB算法对提取的特征点进行描述和匹配;再次,将正确匹配的特征点通过仿射模型来求取全局运动矢量;最后,通过求得的全局运动矢量来补偿图像,并完成待检测图像与标准印刷图像的配准。针对待测图像存在的平移、尺度和旋转三种不同变化,分别采用SURF-ORB、ORB和SIFT(scale-invariant feature transform)的运动估计算法进行了性能分析。结果表明,SURFORB的特征点匹配对数量最多,匹配效果最好,SURB-ORB的运动估计时间控制在毫秒级别,满足现代印刷品缺陷检测的实时性要求。因此,融合SURF和ORB的运动估计算法能够对图像进行精确、实时的配准。     

气动激扰下车体与悬吊设备耦合振动行为研究

基于Simiu风谱的功率谱密度函数,建立自相关模型(AR模型),模拟随高速列车移动的点的随机脉动风速时程,分析得到随机风作用在高速列车车体上的气动激扰。建立考虑车体弹性振动和多个车下悬吊设备的刚柔耦合动力学模型,分析不同环境风速下气动激扰对车体和悬吊设备振动行为的影响。研究表明,气动激扰对车体和悬吊设备的横向和垂向振动特性明显,随着风速的增大,车体和设备振动加剧,但是对于车体横向振动来说,车辆运行速度低于150 km/h,各风速下的差异不明显;合理选取车下悬吊系统的悬挂参数可以有效地降低车体和设备的振动,当环境平均风速5 m/s时,车体横向采用8 Hz的悬挂频率比1 Hz的降低约26.5%的振动;考虑气动激扰的车下悬吊系统振动行为研究可以更加真实地反映车体和悬吊设备的耦合振动关系,为设计更优异性能的车下悬吊系统提供参考价值。     

浅谈竖井凿井初期的快速提升

分析了以前在竖井凿井初期长绳悬吊稳车提升存在的问题，介绍了新型卷扬机替代长绳悬吊稳车，并从安全、节能等方面进行了对比和总结。     

基于曲率突变分析的点云特征线自动提取

点云特征线提取是点云模型重构的基础,国内外对此从边缘检测、特征线跟踪和面域分析等方面展开了研究,但由于存在模型多样性、点云数据噪声和不完整性、特征复杂性等问题,看似简单的特征线自动化提取很难实现。从曲率突变点隐含了点云特征线这一论断出发,借鉴图像处理中的区域分割和边缘检测思想,提出了特征线提取中的聚类、细化、分段和排序方案。在具体实现中分别提出了基于连通区域聚类的备选点集分离算法,基于局部影响区域腐蚀的点集细化算法,以及基于组合搜索准则和主成分分析(PCA)双向搜索的特征线分支截断和排序算法。在对比实验中,确定了算法关键参数曲率突变点比例w和方向夹角阈值θT的推荐值,并与类似算法对比能提取更多的特征点;在模型实验中,简单几何模型的特征线提取正确率达到了100%,复杂机械零件模型和艺术品模型的特征线提取正确率均达到了85%以上,取得了预想的棱线和特征轮廓线提取效果。算法具有通用性和可扩展性,通过程序优化可获得更好的特征提取效果。     

动力模块车组液压悬挂系统的分组建模

大型动力平板车及其动力模块车组是重载超大型设备与物件运输的核心装备。为实现均载以防部分车轮超载或悬空,动力模块车组的液压悬挂系统采用分组控制模式,每组液压悬挂油路联通作为载货台的一个支撑,进而形成对载货台的多点支撑。为获得动力模块车组在复杂地形上的允许装载区域,建立其多点支撑力学模型,利用力等效原理求解各组作用于载货台的等效支撑点,对多点支撑产生的静不定问题采用弹性支撑的变形协调原则加以解决。利用多点支撑形成的支撑边界求解载货台的抗倾覆区,利用各组悬挂的承载极限求解其安全承载区,通过抗倾覆区与安全承载区的求交运算获得相应条件下动力模块车组的允许装载区域。基于允许装载区域的建模方法,给出分组模式的选用准则,通过算例分析,验证了建模方法的可行性。