多点成形件检测中三维数据配准方法的研究

针对多点成形件成形误差检测中的三维数据配准问题 ,提出了一种用两步法将 CAD模型数据和三维测量数据点全局配准的方法。利用遗传算法具有全局搜索能力的特点 ,以四元数法中的 3个参量作为优化解空间 ,采用自适应控制优化参数的方法 ,达到 CAD模型数据和三维测量数据点的全局粗配准。以粗配准的结果作为初始值 ,用 ICP算法修正误差以达到精确配准。采用两步法配准克服了标准 ICP算法难以解决的局部最小问题 ,本算法也可广泛应用于精密测量时测量结果的比较分析。以马鞍形曲面制品为例 ,给出了配准结果。

多点成形中回弹量的测量与控制方法研究

针对多点成形中工件的回弹问题,提出了一种测量和控制回弹的新方法.回弹量的测量方面,采用自行研制的非接触式三维激光扫描装置测量工件表面的三维点云信息;对不在同一坐标系下的测量数据和目标模型数据,用两步配准方法进行全局优化配准,克服了配准过程中常见的局部极小问题;采用改进的Shepard插值函数为初始曲面模型,用基于高斯曲率的采样型值点拟合出NURBS曲面.通过上述步骤快速、准确地计算出回弹量,改变了传统的利用靠模测量回弹量的方法.回弹控制方面,用测量的回弹量试验数据建立BP神经网络回弹预测模型,根据预测量调整基本体群的工具曲面形状,经过多次预测和基本体曲面形状的修改,最终实现控制回弹的目的.通过实例表明,上述方法可行,回弹量可控制到允许的精度.

基于数字化技术的多点成形与逆向工程的集成

分析了多点成形技术和逆向工程集成时需要解决的关键技术 ,包括表面数字化、曲面重构和控制回弹量的方法。用自行研制的激光测量仪实现工件表面数字化 ,为实例样件的曲面重建和多点成形工件的成形误差检测提供数据源 ;用基于曲率抽样的拓扑矩形阵列进行 NU RBS曲面拟合并用多点成形方法成形工件 ;为了控制工件回弹 ,用两步配准方法计算成形误差并利用闭环成形修整曲面 ,最终实现在没有 CAD模型而只有实物样件情况下的板类件快速精确成形。与此同时开发了实现相关功能的软件。

微孔发泡气泡非等温长大过程的数值模拟

针对微孔发泡气泡非等温长大过程,以PS/C02系统为例,考虑了温度对聚合物流变性质、亨利常数、扩散系数、表面张力的影响,基于细胞模型建立气泡非等温长大问题的数学模型,研究非等温条件下气泡长大情况的变化和不同工艺参数对气泡长大的影响.结果表明:冷却过程中亨利系数的增大和扩散系数的减小是导致气泡长大速度降低的主要因素;增加冷却速度是获得具有高密度、小尺寸泡孔形态微孔塑料的有效手段.这为微孔发泡气泡长大过程的控制提供了一定的理论依据.

人体鼻子反求模型的注射成型CAE分析与优化

针对人体软组织修复体的注射成型特点,以人体鼻子为对象进行修复体注射成型过程分析.应用逆向工程技术测量人体鼻子的三维点云坐标,将离散的三维鼻子点云数据经过精简、滤波和特征轮廓提取等方法进行曲面重构,反求出NURBS曲面模型.将该模型进行网格划分,并用有限元方法对人体鼻子修复体注射成型过程中产生的翘曲缺陷进行模拟仿真分析.利用正交优化法对成型工艺参数进行优化,从而获得最优工艺参数组合.计算结果表明,优化后的成型工艺参数使制件的翘曲值大为减小,提高了制件的质量,满足实际制件的精度要求.

C型多点成形压机机架结构有限元分析和优化设计

本文根据C型多点成形压机机架结构、受力状况,以三维实体为单元,建立了压力机机身有限元模型和机身结构优化的数学模型。有限元分析表明,本模型行之有效,优化结果理想。

逆向工程在板类件多点成形中的应用研究

近年,逆向工程在板类件加工领域中的应用受到了广泛的重视。本文提出将逆向工程技术应用于板类件多点成形技术中,实现在没有CAD模型而只有实物样件的情况下板类件快速数字化制造。文中阐述了激光测量、曲面建模和提高反求工件精度的方法。该方案切实可行,为板类制品的快速反求制造提供了一种新途径。

人脸反求模型的注射成型翘曲变形分析与优化

以人脸修复体为研究对象,应用逆向工程技术将测量所得的三维人脸点云数据反求成NURBS曲面模型,并用有限元方法对人脸修复体注射成型工艺进行模拟仿真分析。通过正交试验,对影响翘曲的相关工艺参数进行优化,从而获得最优工艺参数组合。结果表明,采用该方法能够获得良好的人脸修复体,有效解决了人体软组织修复体的制备问题。

三维工件测量与划线系统在多点成形中的应用

结合双目视觉测量技术、三维数据配准理论和数控技术开发了一种新型的三维工件测量与划线系统。该系统应用于板材无模多点成形件的三维测量和模型轮廓线提取 ,实现板材成形件的测量与划线的高效和自动化。

聚丙烯/CO_2微孔发泡气泡长大过程的数值模拟

假设聚丙烯/超临界CO2微孔发泡气泡长大为等温过程,结合动量方程、质量方程、扩散方程以及本构方程建立了气泡长大问题的数学模型。利用可视化间歇发泡实验结果对模型进行了验证,研究了初始气泡大小、形核密度、饱和压力、压强降速率和聚合物粘弹性对气泡长大的影响。结果表明,形核密度的增加、饱和压力和压强降的降低都会阻碍气泡的长大。当松弛时间足够短时,气泡长大速度回减慢,而且在后期气泡会发生收缩。气泡初始大小对气泡初始长大过程有影响,但和最终平衡值无关。

多点成形压力机的反复成形技术研究

基于对多点成形过程的分析 ,推导了反复成形过程中基本体对板材的作用力分布 ,得到了基本体作用力与成形力矩的关系。从理论上分析成形件内部残余应力的分布 ,解释了反复成形法减小回弹的机理 ,讨论了反复成形法对成形零件质量的影响。

金属板材多点柔性成形理论与应用

多点柔性成形是一种先进的金属板材成形技术 ,这种成形方法能够实现成形路径选择、分段成形等传统成形方法无法实现的功能 .文中基于理想路径成形理论 ,提出了板材多点柔性成形最优成形路径设计的理论与方法 ,建立了多点分段成形过渡区设计准则与多点成形过程中静力隐式弹塑性大变形有限元数值模拟方法 .应用给出的路径设计理论与方法 ,计算了典型样件的最优成形路径 ,应用数值模拟理论、方法及开发的数值模拟软件进行了典型件多点成形过程的数值模拟 .

630kN多点成形压力机的研制

重点介绍了 630kN多点成形压力机的基本原理、成形方法、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及成形力对成形工件质量的影响。

分段多点成形过程有限元数值模拟关键技术研究

分段多点成形是一种新的大型板材成形方法 ,对该成形过程进行数值模拟是预测成形缺陷、分析成形质量的有效手段。提出利用动力显式算法分析板料成形过程 ,利用静力隐式算法分析回弹过程 ,从而为分段多点成形过程的多工步数值模拟提供了一个可行的解决方案。对其中的一些关键技术的实现进行了研究 。

三维自由曲面测量中的图像拼接

在大尺度工件的三维面形测量领域中提出了一种新的图像拼接法 ,该方法首先分区域测量得到两个或多个视场 ,通过在相邻子区域引入空间非共线 3点 ,分别求解摄像机旋转和平移矩阵 ,将这些视场统一到同一个坐标系下 ,实现分片数据拼接。采用光栅非接触测量方法对马鞍型曲面测量 ,结果表明 ,该方法速度快、精度高、可操作性强。

盒形件多点成形压痕现象数值模拟研究

以盒形件多点成形过程为例,从拉深形状、板厚、材质等方面进行比较,针对多点成形过程中最主要的缺陷之一—压痕现象的产生原因及其抑制方法进行了数值模拟研究,并进行了实验验证。

锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池作为一种非常有前途的高能化学电源,随着电动汽车和便携式电子设备的发展,因其高理论比容量(1675 m A·h/g)和高理论能量密度(2600 W·h/kg)引起了人们的广泛关注。然而,锂硫电池发展过程中的一些挑战不可避免,包括硫较低的离子和电子导电性,较差的循环性以及生成的多硫化物易溶于有机溶剂等缺点,制约了锂硫电池的发展。本文结合近年来锂硫电池正极材料的研究进展,简要阐述了锂硫电池正极材料的研究现状、问题及面临的挑战。锂硫电池由于其发展中面临技术瓶颈难以突破,导致现在还无法大规模的应用,因而对其性能的改进也就成了当今的研究热点。硫电极材料电导率低、循环性能差,可以通过碳包覆或者掺杂改善材料性能。然而由于成本和技术问题,大部分锂硫电池正极材料目前还主要处于研究试验阶段。因此,在提高材料性能的前提下,通过碳包覆或者掺杂改善工艺,探索一条适合工业化生产的道路是下一阶段研究的重点。

点焊工艺设计智能混合系统研究

将计算机和人工智能技术引入点焊工艺设计，综合运用人工神经网络（ANN）、基于事例的推理（CBR）、模糊系统（Fuzzy）、基于事例的学习（CBL）以及产生式专家系统（ES）等多种智能方法，建立了一个点焊工艺设计智能混和系统（ISSW）。工艺实验表明，本文所研制的ISSW可以满足点焊工艺设计基本要求。

聚苯乙烯微孔发泡中气泡长大及冷却定型模拟

本文以聚苯乙烯(PS)-超临界CO_2系统为例,提出了一种基于细胞模型,结合动量方程、质量方程、扩散方程及本构方程建立气泡长大及冷却定型问题的数学模型。用MATLAB编制了基于以上数学模型的仿真模拟程序。在模拟过程中,通过引入材料性质与温度、压力、CO_2浓度的关系式,确定了工艺参数和微孔形态之间的量化关系。结果表明,三个工艺参数对PS-CO_2气泡长大的影响:CO_2浓度>压力>温度。由正交模拟实验可知,不同加工条件下得到的气泡半径最大为49.5μm,最小为1.27μm,其中适于微孔发泡的气泡半径则处于10~25μm之间。另外通过对气泡冷却定型的研究得到,快速冷却可以使气泡密度增加、气泡尺寸减小。

一机六件等应力三点弯曲疲劳试验机的研制

为解决传统一机一件弯曲疲劳试验机效率不高的问题,研制了一种新型一机六件等应力三点弯曲疲劳试验机,用于检测H13钢的疲劳寿命。首先,通过压力机对试样施加载荷,并利用力传感器实时检测载荷是否超过许用值。当载荷超过许用值时,控制器立即撤销该试样上的载荷,而不影响其他试样进行疲劳试验。同时压力机继续加载,直到所有试样断裂,试验结束。该种疲劳试验机能同时对6个试样进行疲劳试验,提高了试验效率。