机械振动课程教学改革与实践

工程实际中存在大量的振动问题,机械振动可为学生在专业课程学习和本科最后阶段的毕业设计提供非常重要的基础理论。针对机械振动课程综合性强、内容抽象的特点和实践环节薄弱、考核环节单一等问题,该文介绍为提升课堂质量,激发学生的学习兴趣和主动性,教学团队在课程资源优化、实验实践环节和考核评价方面进行的教学改革。实践证明相关教学和实验实践改革起到较好的效果,培养学生理论联系实际、工程实践创新和解决实际复杂工程振动问题的能力。

反求建模中常见二次曲面拟合方法

针对机械零件反求建模过程中常见二次曲面的表面重建问题,提出了曲面拟合分步计算法.该算法根据数字化离散点的三维坐标及各点的法矢量,利用零件表面的几何特征建立拟合计算目标函数,把二次曲面拟合问题转化为线性最小二乘计算问题;通过拟合计算提取曲面的几何参数,为建立机械零件实体及特征模型打下基础.

可视化仿真系统设计实践

研讨可视化仿真系统的结构及建立过程。介绍在 Windows95环境下 ,利用Open GL 工具及微软 Visual C+

空间散乱点三角剖分通用算法研究

针对分段处理后的空间散乱点集,引入启发函数选择投影方向,通过投影映射把空间离散点三角剖分问题转化到二维空间处理。建立点集投影凸域网格来形成节点邻域,以提高剖分过程中对节点搜索效率,同时采用三角形边扩展法建立投影点集三角网,进而实现对空间散乱点集的三角剖分。

基于旋转变换的平面体轴测草图三维重建方法

为了提高单幅线图的三维物体识别重建效率,并保证优化算法的收敛性,基于划整为零、分而治之的策略,首先把单幅线图划分为若干封闭线框,然后按其连接关系进行分组,随后针对各组线框所表征的面片进行三维重建计算,把一个整体优化问题转化为若干局部优化计算问题.在此基础上,分析构造了适用于局部优化识别重建的计算准则,提出了基于旋转变换的分步求解方法.通过子面片绕其父面作旋转变换,利用局部优化准则完成同级子面片的重建计算,根据线图中各线框表征的面片之间的级联关系逐级向下传递,实现全部面片三维重建.算例测试表明,本文方法适于多面体的三维重建,且平均计算效率较全局优化方法高出20%.

表面重建中的三角网简化方法

讨论由大量的空间散乱数据点形成的三角网的简化技术。选择删除面方法作为简化方法 ,介绍了三角网简化准则和基于三角形法矢的简化权值计算方法。提出了在三角网简化过程中重新三角化的若干准则 ,并给出了基于边扩张的三角网重构算法。

高速机车车体三维动态模型系统研究

本文探讨了计算机造型中的三维动态模型技术，以三维几何造型为基础，利用计算机动画技术，最终获得形体动态模型。文中还以高速机车头部构形设计为例，具体阐明车体动态模型的建立和实施过程。

盾构刀盘数字化集成设计研究

传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行结构分析与优化时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。针对这一缺陷,提出刀盘结构参数化设计和自动分析与优化的方法。基于参数化盾构刀盘建模系统,通过建立简化规则和评判标准,自动实现盾构刀盘参数化模型简化;应用二次开发原理与数据库技术,开发SolidWorks与ANSYS之间的通用化信息接口,实现参数化设计和有限元分析一体化的功能。算例运行表明:通过输入关键参数,所开发的试验系统不仅可完成整个盾构刀盘的结构设计,而且还能实现其模型的结构分析与结构优化,极大地减少了产品设计和优化的工作量,缩短了其研发周期。

微机环境下机械 CAD 与 CAPP 的接口

介绍了在微机上实现机械ＣＡＤ与ＣＡＰＰ接口的思想和方法。提出基于特征形面的零件信息模型，以此作为接口技术的核心，完成零件信息的组织与传递。具体讨论了根据零件的三视图。

反求建模中的模型尺度计算方法

根据基于反求工程获得的零件模型信息,研究产品的几何尺度快速计算方法。三维物体尺度计算实质是在空间求取模型最小外接长方体问题,提出三次投影和旋转变换策略,把复杂的三维问题转化为二维平面问题。采用最佳拟合直线方法,计算产品模型投影轮廓多边形的长轴方位,并据此计算旋转变换所需转动角度。最后,针对变换后的零件模型,求取与坐标平面正交的外接长方体,以获得模型的三向尺度。

基于边缘检测与Otsu的图像分割算法研究

Otsu算法作为图像分割领域的经典算法得到了广泛的应用,在其基础上发展起来的2维Otsu算法由于运算时间长、抗噪能力差,应用受到限制。为此,提出一种改进的Otsu算法。通过更改2维直方图的区域划分方式,分别运用Sobel,Log和Canny边缘检测算法与直线拟合法相结合,将图像的目标和背景区域限制在一对平行于对角线的界线内,使用噪声点的邻域均值代替其灰度值,利用2维Otsu斜分法将目标从背景中分割出来。实验结果表明,与传统2维Otsu算法及其改进算法相比,该算法不仅运算时间较短,而且具有较好的分割质量、抗噪性能和自适应能力。

基于双截距直方图的Otsu图像分割法

针对二维Otsu图像分割法在分割质量、抗噪性能和算法复杂度方面的不足,本文提出了一种新的分割方法.首先在Sobel边缘检测的基础上获取所有噪声和边缘点,将噪声和边缘转换为目标或背景像素;然后根据灰度分布情况将图像分区;再将所有区域归为两类,分别获取两类的直线截距直方图;最后采用改进的一维Otsu法进行分割.实验结果表明,该方法的分割耗时不超过传统二维Otsu法的0.1%,平均面积交迭度(AOM)和峰值信噪比(PSNR)分别是传统二维Otsu法的1.35和1.33倍.与现有二维Otsu法相比,该方法在复杂度方面接近最快算法,在分割质量和抗噪性能方面均有明显改善.

基于双界线的Otsu阈值分割法及其快速算法

传统二维Otsu阈值分割法由于运算时间长、抗噪能力不足而在应用中受到限制。为了克服这些缺点,提出了一种基于双界线的二维Otsu阈值理论及其快速算法。在新的二维直方图中,两条平行于对角线的界线决定目标和背景区域的宽度,垂直于对角线的分割直线决定阈值大小。该算法运用Roberts算子和线性拟合法确定双界线,然后运用改进的Otsu法计算最佳阈值,最后对噪声区域进行后处理。实验结果表明,该算法不仅运算速度快,而且具备较好的分割质量和抗噪性能。同时,快速算法的引入,进一步降低了运算量,使得该算法具备更好的实时性。

断路器弹簧操动机构参数化建模与优化

基于断路器弹簧操动机构的运动原理,利用三维软件Solid Works和多体动力学仿真软件ADAMS建立了操动机构的虚拟样机模型。通过现场试验测试了断路器弹簧操动机构的机械特性,试验结果表明,模型仿真的输出特性跟试验结果具有良好的吻合趋势,验证了模型的正确性。基于虚拟样机模型的基础上,建立了操动机构的参数化模型,并以动触头的分闸速度为指标,对两个拐臂以及绝缘拉杆进行优化。参数化仿真及实验结果表明,优化后的分闸速度达到了断路器分闸的操作要求。

五轴数控机床旋转轴几何误差测量与建模

利用球杆仪对五轴数控机床旋转轴的几何误差进行了测量及建模。在测试中,五轴数控机床采用两个平动轴和一个旋转轴同步运动,球杆仪采用径向、切向和轴向三种测试路径,并在此基础上对其进行几何误差建模。

大型垂直循环横向平移立体车库的结构设计及稳定性分析

通过对不同类型立体车库的优缺点进行分析,综合各立体车库的特点,设计了具有可垂直循环横向平移的立体车库结构。同时针对多高层钢结构垂直循环横向平移立体车库为主要研究对象,根据有限变形理论及简化计算方法对设计的垂直循环横向平移的立体车库的复杂结构进行合理的简化,并通过利用ANSYS软件分析该车库的结构侧移量、内力、极限载荷量,与计算公式得到的量进行对比,保证垂直循环横向平移立体车库的整体稳定性。

堆垛式立体车库存取车策略及路径优化问题的分析研究

介绍自动化立体车库中堆垛机的结构及工作原理,在基于PLC的控制方式中研究堆垛机运行策略及路径的优化问题,并针对实际中遇到的存(取)车高峰期和一般时段建立相应的数学模型,运用概率与数理统计理论及运筹学原理对该模型进行求解,得出了系统在安排存取车策略上的优化方式,同时针对存(取)车高峰期提出了以减少社会总等候时间为优化目标的堆垛机行走路径的合理顺序安排,经实验仿真表明该算法是有效可行的。

一种自动计量装置设计研究

通过对于粒度不均匀、流动性差的物料进行小包定量包装的研究,设计出一种自动计量装置。针对物料特点及传统充填方式影响计量的因素,综合容积法高效率和称重计量高精度的优点,设计出一种容积与称重一体化分装计量装置。通过讨论装置工作流程和工作原理,基于模块化设计理念就装置各个结构模块进行了设计,重点就称重式计量模块进行了详细的计算研究,同时利用Solidworks软件对设计装置进行装配建模,为机构优化设计提供了依据并达到了设计要求。

三坐标测量机测头半径实用补偿算法

针对三坐标测量机测量过程中存在的测头半径误差问题,本文提出了采用多次细化测量点的方法。首先沿测量路径方向进行测量点的插值细化;然后在测量路径之间再次进行插值细化;最后对插值细化后整个被测表面上的细化点进行两次插值求导,从而求得每个细化点在X和Y方向的切向量。在此基础上,对两个方向的切向量进行叉积,求得被测表面上各细化点的法向量,最后利用补偿公式进行半径误差计算。

数学形态学在工程线图计算机处理中的应用

在工程CAD中 ,需要将表示资料数据的线图进行计算机化处理。将基于数学形态学的图像处理方法应用到线图的处理中 ,经过扫描线图得到二值化图像 ,应用形态学方法进行细化、噪声消除、断线修复和曲线连续化等一系列处理 ,作为线跟踪操作及矢量化处理的预处理阶段。