预测金属材料拉伸性能的圆台形平面压入方法

相比锥形、球形压入,平面压入具有稳定的接触区域及明显的线弹性阶段,有利于更稳定地实现材料弹塑性参数的一体化表征。然而,目前金属材料的圆柱平面压入方法仍存在接触刚度偏大、压头变形损耗较高等不足,故有必要发展一种接触刚度更小、预测精度更高的力学性能测试方法。该文采用含60°锥角的圆台形平压头,通过有限元分析证明了其相比圆柱形平压头具有对钝化的弱敏感性。基于能量等效理论,建立了关联压头端部直径、压入功、压入深度和弹塑性参数的圆台形平面压入(Truncated Cone Flat Indentation,TCFI)理论模型,通过较大参数范围的有限元计算和5种金属材料的圆台形平面压入试验、拉伸试验验证了该模型的准确性。

锥束CT散射校正的平板探测研究

为了解决锥束CT在工业CT无损检测中所产生的散射问题,从而提升图像质量,本文提出了一种基于平板探测器的锥束CT散射硬件校正方法。该方法通过在平板探测器BSA上增加散射校正单元,对原始数据进行预处理,从而有效去除散射噪声,以减少散射对锥束CT图像的影响。实验结果表明,该方法能够显著提高锥束CT图像的清晰度和对比度,降低散射对图像质量的影响。

带非正锥头助推级火箭的地面风载荷风洞试验模型设计

介绍火箭地面风载荷试验的性质,讨论目前风洞地面风试验对侧平锥头助推级火箭模型设计的处理方法和合理性。根据圆锥曲线特性和侧平锥头的特点,利用抛物线方程和柱段直径,首次推导了侧平锥头对接面角度的表达式;为适应可能出现的斜锥头助推级,利用圆锥斜截面的理论结果推导斜锥头对接面角度的表达式,并给出形式简单的高精度近似公式,对斜锥柱反向对接的近似正锥性质进行分析,为火箭与模型的设计和加工提供了有效的工具。

滨海吹填场地软土原位剪切强度的试验研究

滨海吹填场地软土普遍具有较高的灵敏性和较低的强度,室内试验的方法较难获得真实的土体剪切强度。为了评价天津滨海吹填场地软土的原位剪切强度特征,针对典型地层开展了静力触探试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验以及室内不固结不排水剪切试验,分析了多种原位试验与室内试验得到的不排水剪切强度的异同。研究结果表明,该吹填场地软土的不排水强度值为22.6~25.6k Pa;另外,通过对利用以往软粘土原位剪切强度经验公式计算结果的对比分析,证实了软土的原位剪切强度计算公式区域性很强,不能直接套用。最后得出了适合天津滨海场地软土的原位剪切强度公式。

基于平板探测器的锥束CT系统综述

锥束CT系统和二维扇束、平行束CT系统相比具有空间分辨率高、投影数据采集时间短、射线利用效率高等优点 ,但由于算法运算量大和工程实现上的困难以往一直没能在实际中应用 ,随着近几年硬件和算法的发展 ,锥束CT已经进入实用阶段 ,而平板探测器则是最适合锥束CT的探测器。本文对目前平板探测器锥束CT系统的发展状况做了综述 ,讨论了平板探测器用于锥束CT系统的优越性 ,对各种平板探测器锥束CT系统的几何结构和应用中的问题进行了比较和讨论 ,最后对平板探测器锥束CT未来的发展进行了展望。

一种锥束CT中平板探测器输出图像校正方法

为了消除平板探测器缺陷在锥束CT重建切片中引起的伪影,提出一种投影图像校正方法.通过对投影图像进行暗场和增益不一致校正,推导了像元增益系数公式;对增益系数以及像元输出的期望和方差进行直方图分析以识别坏像素,根据坏像素分布特征设计相应的插补方案;通过局部屏蔽区域数据统计暗场波动幅度并逐行修正.实验结果表明,该方法使投影图像灰度分布均匀,像元输出波动和切片伪影得到有效抑制.

控制大平面砂轮磨削面锥形误差提高齿轮螺旋线精度

为了研制高精度标准齿轮,以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响。建立了磨削的几何模型,推导出了影响量的数学表达式。理论分析结果显示,砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大,而随着被磨齿轮齿宽的加大,对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大;砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形,且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过一实例进行了误差测量、磨齿实验与偏差分析。研究结果表明,控制大平面砂轮磨削面的锥形误差在2.7′以内可满足加工1级螺旋线精度齿轮的加工要求。

基于Matlab高压容器双锥环密封圆形平端盖的优化设计

以平端盖直径方向弯曲应力和双锥密封环向开槽处危险截面综合应力都不超过材料的许用应力为非线性约束条件,以圆形平端盖受力主螺栓中心圆直径Db和厚度H作为设计变量,应用Matlab非线性约束最小优化工具(fmincon函数)建立高压双锥密封圆形平端盖体积最小的优化设计模型,编制Matlab语言求解。实例计算结果表明,该优化设计是一种较为先进实用的机械设计方法,对高压双锥密封平端盖优化设计具有一定的参考价值。

一种基于空气扫描的锥束CT环形伪影校正方法

在分析锥束CT平板探测器校正方法及环形伪影残留原因的基础上,提出一种简便的基于空气扫描的锥束CT环形伪影校正方法。该方法首先在同一锥束CT系统中采用相同参数进行空气扫描和被测物体扫描,然后分别重建出系列切片图像,最后由被测物体切片图像与空气切片图像对应相减实现残留环形伪影的校正,同时起到一定的降噪作用。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

平头弹丸正撞下钢筋混凝土靶板厚度方向的开裂

主要针对钢筋混凝土靶板在受到平头弹丸撞击下发生的厚度方向开裂的问题进行研究,并提出了一个弹丸低速撞击有限厚度板的二阶段模型。模型中第一阶段为侵彻阶段,弹丸受到混凝土介质的侵彻阻力由静阻力和速度效应引起的动阻力组成;模型中第二阶段为开裂阶段,钢筋混凝土靶板发生动态剪切破坏的最大承载力可以通过静态剪切破坏最大承载力乘以一个动态增强因子得到。该模型可以用来预测钢筋混凝土靶板发生厚度方向开裂破坏的临界能量。模型预测与实验结果吻合较好。

锥盘底和平底搅拌槽固液混合特性的CFD研究

利用CFD软件分别对固液混合的锥盘底搅拌槽和平底搅拌槽内的固相浓度场进行数值模拟,研究了搅拌槽底部形状对固液混合时间、搅拌功率、湍动能和固相速度的影响。研究表明:平底搅拌槽中的循环流不能到达槽底中央和槽底与槽壁的交接处,在这两个部位易产生固体颗粒的沉积,锥盘底搅拌槽的固液相混合时间比平底搅拌槽的省时22%,平底搅拌槽和锥盘底搅拌槽的功率消耗几乎相同,锥盘底搅拌槽3个监测点的湍动能都大于相应的平底搅拌槽的,锥盘底搅拌槽的监测点固相速度也比相应的平底搅拌槽的大。综合考虑锥盘底搅拌槽的各个固液混合参量都优于相应的平底搅拌槽。

空气锤钻头应用研究

对空气锤钻头在国外的应用进行了调研。在冲击回转钻进中，根据地层条件不同选择不同的端面设计平底钻头能很好地控制井斜，平底钻头的钻速是三牙轮钻头的3～6倍，但平底钻头径向磨损严重，常用三牙轮进行扩眼。为解决钻头径向磨损问题从而发展了增强齿平底钻头，在以陡倾角而著称的Stillwater、Allegheny高原及Arkoma、Permian、Appalachian盆地进行了大量试验，结果证明：与平底钻头相比，钻速快，寿命长，成本低，更耐磨，能更好控制井斜和狗腿严重度，而且井眼更平滑。

基于图像反卷积的平板探测器信号串扰校正

平板探测器是锥束CT的关键组成部件,像元间的信号串扰是造成平板探测器投影图像空间分辨率低于极限值的主要因素,校正平板探测器信号串扰对提高锥束CT检测精度具有重要意义。本文基于点扩散函数矩阵反卷积投影图像去串扰校正思路,研究了点扩散函数矩阵的准确性对投影图像串扰校正的影响、点扩散函数和线扩散函数的关系及其与X射线成像的相似性,提出一种结合刀口法测量线扩散函数与平行束CT扫描重建的平板探测器点扩散函数矩阵测算方法。DR/CT扫描成像实验中,应用本文方法校正信号串扰后,DR成像空间分辨率由约10 lp/mm提升至优于25 lp/mm,高能CT成像空间分辨率由不到4 lp/mm提升至优于5 lp/mm,实验证明,应用本文方法能有效校正平板探测器信号串扰,提升锥束CT图像的空间分辨率和对比度。

宁波地区典型土层地基承载力确定

基于宁波轨道交通1号线和2号线一期工程的静力触探、标准贯入、扁铲和十字板等原位试验数据,采用已有的经验公式预测了宁波地区各典型土层的地基承载力。然后,根据K-S检验法提出了各经验公式预测结果的分布概型及数字特征。在此基础上,通过与宁波地区地基承载力经验值对比,提出宁波地区典型土层地基承载力的建议值。研究结果可对宁波地区岩土工程勘察设计中地基承载力的确定提供参考。

基于平板探测器倾斜的锥束CT修正重建算法

在锥束工业CT系统中要求射线源焦点,物体旋转中心,平板探测器中心三点在一条直线上,但由于机械的定位误差,探测器定位后会出现一定角度的倾斜现象,如果平板探测器直接采集投影数据进行重建,重建结果将会出现偏离,产生伪影。针对该问题,使用系统标定的方法测得探测器倾斜角度,并用机械校正对其进行粗调,利用平板探测器倾斜的FDK修正算法进行微调,经过两次校正可以有效的抑制由于倾斜造成的伪影,通过实验验证了该方法的有效性和可行性。

乳腺断层成像系统几何校正新方法

为了使乳腺断层成像(DBT)系统得到较高的重建图像质量,需要对DBT系统的几何参数进行校正.在Matlab平台上通过仿真DBT系统成像过程的方式,提出了一种DBT系统的数字几何校正模体以及相应的校正算法.仿真结果表明,平板探测器摆角和滚角的偏差范围分别是(0,0.01°)和(-0.04°,0.07°),机架旋转角度偏差的范围是(-0.05°,0.06°),X射线源焦点的x和y坐标偏差范围分别是(-0.05 mm,0.05 mm)和(-0.04 mm,0.09 mm),射线源到平板距离的偏差范围是(0,0.62 mm).在几何校正模体位置未知的情况下,该校正方法的计算精度仍可以满足DBT系统高质量图像重建的要求.

基于GA-BP神经网络的红外CO_(2)传感器湿度补偿研究

为了提高红外CO_(2)气体传感器的探测灵敏度和精度,首先研究了不同镀膜对非色散扁锥腔CO_(2)气体传感器的红外吸收效率和灵敏度的影响.然后搭建了湿度实验平台,着重研究了环境湿度对气体浓度测量结果的影响.最后,采用遗传算法优化的BP神经网络算法(GA-BP)对传感器进行了湿度补偿.实验结果表明:在室温条件下、0~2000×10^(-6)浓度范围内,镀金腔体的CO_(2)传感器具有更高的红外吸收效率和灵敏度;在40%~80%湿度范围内,CO_(2)气体传感器的测量误差与相对湿度密切相关,最高误差达645×10^(-6).采用GA-BP算法数据融合补偿后,传感器湿度漂移得到了较好抑制,整体平均误差小于±110×10^(-6),表明CO_(2)气体传感器的测量精度得到了大幅提升.

新型扁锥腔红外CO_2气体传感器系统研究

为提高红外CO_2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO_2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO_2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明:在25℃环境中,传感器能够准确检测出0～2 000×10-6量程范围内的CO_2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。3组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO_2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。

使用锥面钢领纺制粘胶包芯纱效果分析

探讨锥面钢领与平面钢领对纺纱速度的影响。分别用平面钢领与锥面钢领试纺粘胶包芯纱,在其他工艺参数不变时仅改变纺纱速度,对比了不同速度下的断头、断丝和成纱质量指标。结果表明:选用锥面钢领相比平面钢领在提高纺纱速度方面有较大优势,并且能够很好地保持纱线质量;锥面钢领能够适应17000 r/min以上的纺纱速度。认为:未来在做好锥面钢领与钢丝圈配套基础上,锥面钢领应用领域将会进一步扩大;随着细纱长车的普及,应用锥面钢领的经济效益会更加明显。

竹地板燃烧特性的锥形量热仪分析

以锥形量热仪为研究手段,对侧拼竹地板、胶合竹地板和重竹地板的燃烧特性进行了研究.结果表明,重竹地板的点燃时间最长,相对于胶合竹地板和侧拼竹地板而言分别延长了6s和12s;重竹地板的热释放速率和有效燃烧热的第二峰值相对于胶合竹地板和侧拼竹地板而言分别延迟了4min和6min;在15min前,3种竹地板的总热释放量大小依次为胶合竹地板、侧拼竹地板、重竹地板;成炭率大小依次为重竹地板、胶合竹地板、侧拼竹地板;烟比率大小依次为侧拼竹地板、胶合竹地板、重竹地板;三者的CO浓度差别不大,重竹地板的CO_2曲线第二峰出现时间分别比胶合竹地板和侧拼竹地板延长了4min和6min;重竹地板相对于胶合竹地板和侧拼竹地板而言,更有利人们在火灾场中的逃生.