快速成型技术中的光斑半径补偿算法研究

光固化快速成型数据模型切片分层的结果是一系列封闭的多边形截面轮廓,由于光斑（或喷嘴）具有一定的尺寸大小,为了保证零件的制造精度,就需要对多边形截面轮廓进行补偿。为此,简化了补偿矢量计算方法,并针对两种尖角情况,提出了新的处理方法。对多边形轮廓补偿后可能出现的自相交现象,采用基于单调链的平面扫描算法,对自交点进行了求解,并提出了一种无效环的简单判别方法,提高了无效环的去除效率。通过无效环的去除,保证了补偿轮廓的正确性,提高了零件的制造精度。     

基于STL文件的实体分割算法研究

由于快速成型机加工尺寸的限制,难于制造尺寸较大的零件。针对这一问题本文提出一种基于STL文件格 式的实体分割算法,对STL文件分割过程中的关键问题进行了详细地论述,包括:截面轮廓的生成,截交三角面片的 处理和截面轮廓的三角化算法;通过对STL文件的分割处理,提高了快速成型系统对大尺寸零件的制造能力。     

激光金属沉积成形的扫描方式

扫描方式是激光金属沉积成形(Laser metal deposition shaping,LMDS)制造过程中的关键技术,在分析现有扫描方式及其对成形质量和成形效率影响的基础上,指出现有扫描方式的缺陷,并提出一种基于层面轮廓优化单调区分解的分区平行扫描方式。该方式基于极值顶点可见性原理,对分层后的断面轮廓进行去除内环、非单调多边形的单调剖分等处理,可最大限度地减少分区数量,获得若干个单调子区域。针对各单调子区域采用适应性变间距平行路径填充,可减小扫描线的长度,并保证均匀致密性填充。试验表明这种扫描方式能够提高成形效率和成形质量。     

基于PCA和改进BP组合预测模型的矿岩可爆性研究

为了更精确地对矿岩可爆性进行预测分级,对BP神经网络评价方法进行优化,建立了主成分分析法和改进BP神经网络相结合的矿岩可爆性分级评价模型。以具体矿山为例,考虑影响矿岩可爆性的10项评判指标,统计15个实际矿山的样本数据。利用SPSS软件对样本数据进行主成分分析,将输出结果作为改进BP神经网络的输入因子,矿岩的爆破等级作为输出因子,得到的分级预测结果更加准确且精度更高。结果表明:该模型对矿岩可爆性分级的相对误差都控制在6%以内,与未经主成分分析的BP神经网络预测误差相比,预测精度显著提高。该组合预测模型为矿岩的可爆性分级提供了一种更加完善的评价体系。     

基于固定半径圆模板匹配的基因芯片网格定位方法

基因芯片网格定位是确定芯片上按栅格排列的所有荧光靶点二维坐标的图像分析过程。根据模板匹配的图像检测原理,采用归一化互相关测度对基因芯片图像与固定半径圆模板图像进行相似性计算,依次搜索二者之间的最佳匹配位置作为每个荧光靶点的中心位置。对6×6低密度基因芯片图像进行了网格定位分析试验,实现了芯片图像中全部靶点的检测和定位。试验表明,对于低密度芯片的网格定位,该方法具有原理简单和适应性强的特点,但算法效率有待提高.     

外载荷的B样条曲线变形

运用能量优化的思想,提出一种B样条曲线变形的新方法,可用于B样条曲线的变形。首先将B样条曲线段类比为有限单元法中线单元,并将作用在B样条曲线段的外载荷等效成线单元的端点力,分别建立B样条曲线内部能量、外载荷能量函数方程;外载荷的改变将引起B样条曲线能量的变化,通过求解一个使曲线能量的变化量为最小的优化问题,得到变形后的B样条曲线。运用该方法实现了B样条曲线的局部、整体等变形操作。     

点采样曲面的曲率估计

本文提出一种直接在点采样曲面上计算曲面的高斯曲率、平均曲率及主曲率等局部微分性质的方法。首先，为了去除测量产生的噪声和误差，引入高斯核函数为每个采样点加权；接着计算每个采样点的最近邻域点集；然后用双三次B样条曲面最小二乘拟合邻域点集，构造局部参数曲面来逼近原始曲面，以局部参数曲面的曲率估计点采样曲面的曲率；最后给出曲率估计的应用。实验结果表明，该方法能有效地反映曲面的基本特征。     

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。     

基于网格分割的自适应细分曲面算法研究

细分曲面中，随着对模型细分次数的增多，模型的面片数迅速增长，巨大的数据量加大了模型后处理的难度。为此，结合网格分割技术，提出了一种自适应细分曲面算法。该算法利用控制网格每个顶点与其对应的极限位置之间的欧氏距离不同、采用K-均值算法和区域合并技术对控制网格进行分割，随后对用户指定的网格区域或不满足精度的区域进行局部自适应细分。实验结果表明，该算法在给定精度范围内，有效地以相对较少的面片数获得了理想光滑的细分曲面，且大大提高了模型的后处理速度。     

难降解工业有机废水臭氧催化氧化催化剂研究进展

催化臭氧氧化技术是一种重要的有机废水处理方法,具有氧化能力强,操作简便,无二次污染等特点。综述了不同催化剂在催化臭氧氧化降解有机废水过程中性能,并对其机理进行分析,讨论了不同工艺条件对反应结果的影响,并在现有基础上对催化臭氧氧化催化剂的研究方向进行推测,指出具有高热稳定性和化学稳定性的钙钛矿催化剂应是未来重要的研究方向之一。