三维圆筒织物的织造工艺研究

为解决织造大直径三维圆筒织物时存在的边缝、缺经等问题,提出了一种三维圆筒机织法。根据三维圆筒织物结构,设计添经工艺,绘制纹板图,并在三维圆筒织机上进行织造。结果表明:采用三维圆筒机织法,应用弧形分布开口机构中的综眼和打纬优化后的纬密,并合理设计不同层的经纱数量,能够较好地织造出大直径的三维圆筒织物。认为:织物的尺寸以及规格由工艺结构、每次的卷曲长度、经纱纬纱数量及规格等决定,可以应用于大型筒状结构预制体的规格化、连续化生产。

基于强化学习的离场飞行程序航迹生成方法

现代飞行程序设计受地形、障碍物、空域和飞行性能等多种因素的影响,设计过程中需进行大量针对设计细节有效性的评估工作;设计完毕的飞行程序还需专业的飞行试飞人员进行模拟机和真机试飞,耗费大量的人力、经济成本。如果试飞前缺少针对性的分析评估,一方面会增加试飞成本的支出,另一方面也会导致真机试飞环节存在安全隐患。针对上述问题,利用深度强化学习技术,提出一种在满足飞行程序设计规范条件下,面向飞行程序有效性和可行性验证的离场航迹自动生成方法。首先,利用空气动力学原理,建立考虑飞行性能和障碍物超障因素的基本飞行动力学模型,并借助Unity3D引擎构建三维可视化的训练平台;其次,在PyTorch深度学习框架中,利用Mlagents强化学习平台构建航空器在飞行时各个阶段的试飞训练模型,设计包括起飞、转弯、巡航和降落这4个目标的场景和奖励函数。以离场飞行程序试飞为例,采用厦门高崎机场某PBN(Performance Based Navigation)离场程序进行实例训练验证,并利用动态时间规整(DTW)距离量化实际生成航迹与标称航迹之间的偏离度。实验结果显示,偏差度满足飞行程序超障保护区的限制要求。上述训练模型在其他离场程序的实验结果也验证了模型具有较好的泛化能力。

对3D Warping分解的高质量虚拟视点绘制方法

基于深度图像的虚拟视点绘制(DIBR)作为自由视点视频应用中的核心问题,由其获得的任意视频的质量和速度对于自由视点视频的发展至关重要。为解决经典DIBR方法存在的重叠、空洞、伪影,以及由于重采样导致的细小裂纹问题以提高虚拟视点图像质量,提出了一种基于改进的3D Warping过程的虚拟视点绘制方法。该方法从整个3D Warping过程出发,将3D Warping过程分解成两步而无需进行三维建模,并分别在两步中提出了改进的方法。在第一步中,通过在变换矩阵中引入可调的系数对三维参数进行修改;在第二步中,主要针对由于重采样导致的细小的裂纹问题,提出了自适应一投多算法,在兼顾时间复杂度的同时改善了裂纹问题。实验结果表明,无论从主观质量还是客观评价标准来看,该方法都能够显著提高虚拟视点绘制的图像质量。

三维通孔结构三色三贾卡提花间隔鞋材的研发

针对目前经编单/双贾卡提花间隔鞋材难以实现三维通孔结构与三色提花效应同材呈现的产品设计问题,通过分析传统双贾卡梳栉配置织造目标鞋材的工艺难点,提出将RDPJ7/2双针床经编机的前针床地梳升级为贾卡梳的三贾卡梳栉配置方案,研究了三维通孔结构与三色提花效应同材的三贾卡提花工艺,通过鞋材的贾卡组织设计、原料穿经设计及垫纱工艺设计,上机织造兼具三维通孔结构与三色提花效应的三贾卡提花间隔鞋材。研究结果表明:经编三色提花间隔鞋材的三维通孔结构可以通过三贾卡提花工艺实现,且三贾卡在提高经编鞋材结构立体化、花色多样化及花纹复杂化方面更具优势。

基于伺服控制的立体织机张力补偿装置的设计

为实现在三维织造中有效控制立体织机的经纱张力,分析了送经及开口系统对张力的影响.根据立体织机的特殊要求,设计了一种积极的随动送经补偿装置.该装置通过将开口系统的运动速度及方向信号实时发送给送经补偿张力辊伺服驱动器,从而调节张力辊的位置,进而积极控制经纱张力.此补偿方式缩短了经纱张力的控制时间,保证了张力补偿与综框运动的同步性,实现了实时随动补偿,保持了经纱张力的动态稳定,提高了织造效率和织物品质.

间隔织物的生产与应用

间隔织物是一种具有稳定的三维立体结构的织物,具有优异的性能和广泛的应用领域。介绍了在纬编机和经编机上生产间隔织物的两种方法,系统地阐述了这种织物在服装、汽车、装饰、医疗、褥垫、建筑及农业等方面的具体应用,是海绵和泡沫材料的替代品。

建筑与土木工程领域新型经编针织物设计探讨

近十几年建筑与土木工程领域使用纺织材料进入高速发展时期,应用领域不断拓宽,经编织物及其增强复合材料逐渐成了建筑与土木工程领域纺织品的主力军。该文在双针床拉舍尔经编机上设计生产了建筑物外墙增强的三维经编织物、三维经编间隔织物以及经编轴向织物作为基布、经涂层的膜结构材料,以期帮助我国建筑与土木工程领域,经编材料产业向着健康、高效的方向发展。

经编三维结构贾卡鞋面材料的尺寸预测系统

针对经编三维结构贾卡鞋面材料对鞋面各功能部位尺寸要求高,具体尺寸不宜控制这个问题,设计了4种组织结构、4种上机密度,分析这2种因素对鞋面整体横向、纵向缩率的影响,并研究贾卡网孔组织对鞋面局部花型尺寸的影响。基于试验结果,探究了贾卡鞋样整体横向、纵向缩率、网孔区域尺寸变化与影响因素间的定性关系,由此建立了鞋面材料的尺寸预测系统。最后,利用该尺寸预测系统进行贾卡3层鞋面设计。从一款设计实例发现,织造、后整理等工序后,成品鞋面尺寸与设计稿相吻合。证明本文开发的经编三维结构贾卡鞋面材料尺寸预测系统具有一定的可靠性。

基于NURBS曲面的经编针织物三维模型

为使经编针织物CAD系统具有更真实的模拟效果,给设计人员提供准确的工艺设计方案,使用NURBS曲线和曲面的方法建立经编针织物的三维结构模型,并利用保形保凸反算插值的方法,在基本型值点的基础上重构表示经编线圈曲线模型的控制多边形,精确地确定空间纱线的实际形态和位置,描绘出精确的空间曲线。借助于Visual C++和Open GL开发工具,在计算机上实现了经编针织物的三维仿真。由实现的基本经编针织物效果图可以知道,这种模型能达到较好的仿真效果。

三维弹性机织物的结构与织造

为了顺利织造三维弹性机织物,分析了三维弹性机织物的结构特点,认为按照确定织物的层数及外观形态、绘制织物的经向截面图、确定引纬顺序、设计穿综图和穿筘图、确定纹板图和组织图、计算总经根数的顺序,可实现顺利织造。并指出在织造过程中应选择合适的纱线、采用分层定位装置、控制吊综高度、采用多织轴、采用全开梭口、采用多只梭子织造等。

基于非线性降维时序遥感影像的作物分类

当前基于时序遥感数据的作物分类方法大都需要较多专家知识及人工干预,难以自动化,也难以移植到其他地区。将光谱降维技术用于时序遥感影像分析可以很好地解决这一问题。其中,非线性降维方法已经成功应用于高光谱数据,并且获得了比线性降维方法更好的结果。但是,直接将非线性降维方法用于时序遥感影像无法充分利用其时相维度的信息。该文改进了一种非线性降维算法——Laplacian Eigenmaps(LE)用于时序遥感影像的作物分类,该方法更加关注相同时相下不同作物生长季的物候特征差异,而不再仅依赖于整个生长季的物候曲线轮廓。改进的LE算法被应用于美国伊利诺伊州覆盖作物全生长季的Landsat 8时间序列影像。降维后保留的波段结合随机森林分类器基于美国农业部Cropland Data Layer(CDL)提供的训练数据完成了一系列的分类试验,并与传统插值未降维的方法进行对比。试验结果表明,改进的LE降维方法完成了更高的整体及各个类别的分类精度,其中整体分类精度达到85.37%,该方法作为一种自动化的方法,不需要人工干预,可直接移植到其他研究区,并且只需要较少的训练样本就可以完成一个较高的分类精度,为日后不同尺度的作物识别和提取研究提供了有效的方法。

基于半自动织样机的凹凸立体织物设计与开发

为开发受市场欢迎的高附加值织物,利用半自动织样机开发具有凹凸立体外观的系列织物,给出了织物的整体设计思路,分别从原料选择、织物组织设计、织机上机工艺参数、经纱的送经量及其张力控制方法、纱线色彩的选配方面介绍凹凸立体织物设计与开发要点及注意事项,并进行试织。结果表明:利用纱线色彩及织物组织配合,利用改造的“双轴”半自动织样机,采用经纱悬挂重物等方法调整送经量及经纱张力,使最终织制的凹凸立体织物花型新颖独特、凹凸感强。该类织物适用于服装和家纺装饰纺织品,具有较好的应用前景。

GIS模型在淤地坝设计中的应用

利用GIS的空间分析功能,建立流域数字高程模型(DEM)自动提取地形地貌数据,对陕北县南沟小流域的沟道进行水文水利计算、工程布置、土方量计算、淤地坝设计,并利用CAD引擎绘制结构设计图、三维动态图,从不同的高度和角度进行可视化分析,产生如同真实的立体景观效果,以期为淤地坝设计提供理论依据,减少水土流失。

三维正交机织圆管织物的试织及其单胞模型

探讨三维正交机织圆管织物单胞模型的建立方法。通过分析三维正交机织圆管织物经向、纬向和法向断面显微照片,建立了织物细观单胞模型,利用几何模型公式推导建立了织造工艺参数与几何结构特征参数之间的理论关系;计算了每层经纱的厚度、织物层数、织物厚度以及纤维体积含量,并与织物参数实际值进行了对比。结果表明:计算结果与实际值间有良好的一致性。认为:所建三维正交机织圆管织物单胞模型较为合理、有效。

基于协调翘曲场的开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转一维有限元分析

开口及闭口薄壁杆件约束扭转问题已由经典Timoshenko和Benscoter理论解决。然而,开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析必须考虑开、闭口部分翘曲能力的差异,翘曲剪流形成机理有待进一步研究。该文假定开、闭口截面翘曲分别满足Vlasov和Umanskii假定,考虑开、闭口截面公共节点翘曲连续性要求,建立含有待定翘曲参数的协调翘曲模型。由截面受力平衡,确定翘曲参数显式列式,提出开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析的一维有限元模型。算例及参数分析结果表明,基于Umanskii第二理论的Ⅰ类方法在悬臂板及闭口周边引入附加剪流,影响翘曲剪应力精度。基于Umanskii第二理论的Ⅱ类方法只能计算截面板件平均剪应力,无法反映真实翘曲剪流分布。基于Vlasov约束扭转假定的Beam-189单元忽略闭口周边约束效应产生的附加翘曲及剪流,影响翘曲正应力和剪应力精度。该文方法与Shell-63单元能得到基本吻合的变形与应力结果,说明一维梁元能正确反映开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转及翘曲刚度。

三维正交机织复合材料力学性能研究进展

总结三维正交机织复合材料力学性能的研究现状与发展趋势。介绍了纱线截面对三维正交机织复合材料弹性模量的影响;阐述了三维正交机织复合材料几何结构的数值表征特点;总结了国内外三维正交机织复合材料的准静态力学性能和动态力学性能研究成果。认为:三维正交机织复合材料细观结构的分析已较为成熟,但应在所建模型中考虑实际的纱线状态;研究纱线与基体的界面性能也很重要,尚待加强相关研究。

基于快速动态时间弯曲和最小覆盖球的多日负荷曲线聚类方法

现有负荷曲线聚类的研究主要基于单日负荷曲线或多日同时刻的负荷分布开展,忽略了负荷在多日间的波动特性和负荷曲线的时间滞后特性,导致聚类结果的准确度和鲁棒性不足。综合考虑负荷的波动特性和时间滞后特性,提出一种快速动态时间弯曲和最小覆盖球相结合的多日负荷曲线聚类方法。在考虑负荷时间滞后特性的基础上,利用快速动态时间弯曲和多维尺度缩放对负荷曲线进行降维;为每个降维负荷迭代寻找最小覆盖球,并计算不同覆盖球的球间相似度;利用谱聚类算法得到相似度矩阵。算例结果表明,所提方法在准确度和鲁棒性上较传统方法有一定优势。

角联锁结构三维织物的设计

论述正则角联锁和空口角联锁结构三维组织织物的设计方法与上机要点。通过分析不带衬垫纱和带衬垫纱两种结构贯穿的方式、构成参数的计算、组织图与上机图的特点以及角联锁结构三维组织织物织造时的特殊问题,指出:设计时还需合理选择纱线线密度和筘号、合理设计上机张力、正确选择织轴数量,可确保利用二维织机织造三维织物。

基于改进动态时间规整算法的奶牛步态分割方法

为准确提取步态特征、识别奶牛跛行,利用三维加速度传感器采集30头奶牛后趾加速度信号,针对奶牛步态人工分割的不足,提出基于改进的动态时间规整算法对奶牛步态进行分割,提取特征值并利用逻辑回归法建立跛行识别模型。采用本文方法得到的步态分割精确度、灵敏度、准确率平均值分别为89.53%、95.51%、87.49%,比常规动态时间规整算法分别提高了5.31、4.48、8.43个百分点,总体准确率达到90.57%,相较自相关函数法和峰值检测法分别提高了1.75、3.13个百分点。以支撑时间、步幅长度、平均强度、信号幅度面积、前进方向加速度均值和运动变化量为自变量的跛行识别模型识别率分别为83.44%、81.72%、86.15%、86.81%、89.45%和85.71%。本研究结果可为奶牛步态分割、跛行识别提供技术支持。

基于GIS及CAD的淤地坝设计系统的应用研究

在介绍黄土高原淤地坝设计现状的基础上,应用GIS的空间分析功能,建立流域数字高程模型(DEM)自动提取地形地貌数据,为淤地坝建设提供便捷、实用的途径,整个过程主要由计算机进行处理,人工干预少,效率高。