利用改进的彩色光度立体法实现非刚性体三维数字化

针对非刚性体具有易变形和色彩多样的特点,而传统的光度立体法不能用于动态多色物体的三维数字化的问题,提出一种利用实例球驱动和颜色替换的彩色光度立体法.对于动态纯色非刚性体,利用采样球实例驱动的彩色光度立体法建立亮度与法向量的对应关系,并通过几何约束实现对其三维数字化;对于双色花纹物体,通过区域分割对不同区域采用对应关系实现三维数字化;对于多色花纹物体,通过不同颜色花纹在白光下的反射系数比将彩色区域替换成与纯色采样球颜色一致时的对应亮度,以实现对其三维数字化.仿真和实验结果表明,该方法简单、采样快速,可以实现对非刚性体的三维数字化.

利用刚性体识别的三维尺寸标注完备性检查

为了实现有循环约束的尺寸完备性的自动检查,将循环约束的判断问题转化为刚性体的识别问题,提出一种基于刚性体识别的三维尺寸完备性检查方法.首先引入定位元的概念,并建立了基于恒定度求交的定位元组选择机制;然后以定位元组为基准,提出基于轨迹相交法的刚性体识别方法;再通过向刚性体内部添加虚尺寸,利用等价定位元组的固定实现了刚性体的合并;最后根据刚性体的合并状态和尺寸的使用状态,分析了尺寸的4种完备性状态.以一个有循环约束和冗余尺寸的模型为例演示了尺寸完备性的检查过程,验证了该方法的有效性和稳定性.

基于遗传算法的非刚性体光流场估计方法

本文提出了一种可用于非刚性体的基于遗传算法 (GeneticAlgorithm ,GA)的光流场估计方法 ,将非刚性体分割为共同运动的微元 ,利用遗传算法对各运动参数进行优化估计 .随后 ,研究了该方法在生物组织运动估计中的应用 .实验结果表明 :本方法具有鲁棒性好、全局搜索能力强、收敛速度快和可用于非刚性体运动估计等优点 .

含刚性体可展开结构的展开过程动力学分析方法

在可展结构中设置刚性体可以有效提高展开效率,保证形状精度,因此含刚性体可展结构具有较高的实用价值。刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,含任意形状刚性体可展结构的展开过程动力学分析比较困难。本文以笛卡尔坐标系下节点坐标及位移为变量,利用广义逆矩阵建立了一种通用的刚性体动力学方程,给出了利用Newmark-β法进行展开过程动力学分析的数值计算方法。通过算例分析及与ADAMS软件结果进行对比,验证了本文方法的正确性。与传统的多体系统动力学方法相比,该分析方法的优点是数学描述简洁明快,包含的未知量少,能够有效地分析含任意形状刚性体的可展开结构动力学问题。

含无限刚性体结构的静力学特征与工程实践

结构分析中为了简化计算,常假定结构的某一部分或者是构件沿某个方向是无限刚性体.目前不少结构力学教材或是相关论文中,对于含无限刚性体结构的静力学特征常阐述不清楚,有的甚至存在概念性错误.本文分析了一些典型的问题,并提出了内力确定性方面的判定原则和在工程实践中的处理方法.

含刚性体可展开结构的准静态展开分析方法

包含具有一定几何形状刚性连续表面的可展结构可以有效提高展开效率,保证形状精度,具有较高的实用价值。刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,展开分析中描述困难,目前还没有一种通用的处理方法。本文以节点坐标为变量建立一种通用的刚性体运动学方程,将运动学方程引入展开分析之中,利用广义逆矩阵法进行准静态展开过程分析。本文的方法数学描述简洁明快,包含的未知量少,且适用于含任意形状刚性体的可展开结构,数值计算算例验证了方法的有效性。

基于分层包围盒的线缆与刚性体碰撞检测算法

基于B样条绘制的线缆模型逼真度高、计算量小,被广泛应用于虚拟现实环境,但其碰撞检测算法鲜见研究。提出基于图像的算法,分3层对待检测链表中的刚性体和线缆进行碰撞检测。3层碰撞检测分别是:线缆包围盒与刚性体包围盒碰撞检测;线缆与刚性体包围盒碰撞检测;面片层线缆与刚性体碰撞精确检测。每一层检测均基于模型在坐标面的投影是否相交来判断碰撞。应用表明:该算法能满足虚拟维修真实感的需要。

耐热铸钢刚性体焊接工艺

以1Cr25Ni20Si2铸钢刚性体焊接为例,探讨了耐热铸钢的焊接工艺。通过多年的研究、试验和经验积累,形成了自 己独特的耐热铸钢刚性体焊接工艺。该焊接工艺可形成良好的耐高温焊缝组织,可用于大型耐热铸钢件的修复和焊接,可 延长耐热铸钢高温使用寿命,在实际生产中具有较好的实用性和推广应用价值。

大型吊装物刚性体与弹性体模型有限元分析

在大型结构物的吊装过程中,分别将吊装物当作弹性体和刚性体进行力学分析,研究这两种情况对吊索具的受力影响差异,并借助有限元软件ANSYS分析吊装物在不同工况下的数值结果,证实了在研究以大跨度钢桁架为主的大型海洋平台吊装物时,需将其当作弹性体来看待。这对于海洋平台吊点优化布局和多机吊装时的索具、起重机选型具有借鉴作用。

圆柱体镦粗时刚性体的变化

本文通过摩擦条件对刚性体的影响,分析了圆柱体镦粗时刚性体的变化情况,并介绍了一种减小刚性体体积,压实饼形件内部组织、提高探伤合格率的生产方法。

刚性弹体撞击蜂窝结构高过载特性

为考核武器关键部件在高过载环境下的可靠性,提出一种基于刚性弹体撞击蜂窝结构的新型高过载环境模拟技术。通过轻气炮弹道实验,研究弹体加速度、速度和位移响应规律及蜂窝结构在冲击过程中的力学行为;比较不同撞击速度条件下,弹体高速撞击蜂窝结构过程中过载响应时间历程的差异。研究结果表明:刚性弹体高速撞击造成的蜂窝结构压溃是高度局部化的力学行为,压溃首先发生在蜂窝结构顶端,并随弹体运动由顶端向底端传播;弹体对蜂窝结构冲击压缩过程可分为初始冲击、稳态压缩、密实压缩3个阶段,可分别对应弹体的加速度、速度、位移曲线中相应的响应特征;初始冲击阶段的速度曲线呈明显的阶梯状下降形态,为应力波在弹体中周期性传播导致;3发实验的初始冲击阶段过载峰值相差不大,稳态区持续时间随弹体撞击速度的增加而减小,密实区过载峰值随弹体撞击速度的增加而增加。

刚性弹体冲击金属网网孔的试验和数值分析

根据金属网与近程武器(火箭弹、迫击炮弹)相互作用的特点,在实弹拦截试验的基础上,设计并开展了刚性弹体低速冲击金属网网孔的试验。试验表明:金属网网孔在刚性弹体冲击下横向两侧钢丝交叉节点位置存在明显接触滑移,且在冲击过程中此交叉节点位置钢丝首先发生了断裂破坏,冲击后除与弹体接触部位网孔发生变形和破坏外,其余部位金属网网孔基本能恢复初始状态。结合实弹和刚性弹体低速试验现象、高强钢丝材料静动态性能试验数据等,采用LS-DYNA软件建立了精细化的金属网数值模型,开展了刚性弹体冲击金属网网孔的数值分析,数值方法可以较好的预测金属网网孔与刚性弹体间的相互作用以及金属网网孔钢丝断裂破坏现象。最后,利用数值方法对影响金属网与弹体间相互作用的因素进行了研究,结果表明:刚性弹体在冲击金属网网孔过程中受到的峰值过载力、能量损失与弹体口径和冲击速度有关,与弹体的质量关联性不大;随着弹体口径的增大,弹体受到的峰值过载力和能量损失逐渐增大;随着冲击速度的增大,弹体受到的峰值过载力逐渐增大,而弹体的能量损失逐渐减小。

刚性弹体斜侵彻贯穿混凝土靶的姿态偏转理论模型

为描述刚性弹体斜侵彻贯穿混凝土靶的弹体姿态变化,针对已有贯穿模型存在的问题,在斜侵彻贯穿过程中考虑了弹体转动惯量对姿态偏转的影响,根据弹体贯穿靶板后的成孔特性重新假设了背靶面崩落块形状,并在弹体贯穿出靶的剪切冲塞阶段引入了弹体姿态二次偏转机制,从而建立了刚性弹体斜侵彻贯穿混凝土靶的姿态偏转理论模型,同时给出了混凝土薄靶、中厚靶和厚靶的分类方法。多种侵彻状态的理论模型计算结果均与实验测量结果吻合较好,表明本文理论模型可有效预估弹体斜侵彻贯穿混凝土靶的弹体出靶姿态。

刚性散粒体随机堆积的三维数值模拟

在边长（α）分别为球半径（r）15、20和25倍的刚性立方体盒内，随机生成单一球体堆积模型的基础上，利用三维离散单元法（DEM）动态模拟堆积体自重作用下的堆积过程。追踪了颗粒的堆积运动轨迹，并分析了堆积密实度和配位数及其分布规律。结果表明：重力作用下，密实度增加，结构趋于均匀、致密；DEM模拟前、后密实度均随r／α值减小而增加，即边界影响越小散粒体堆积密实度越大；几种情形下的平均配位数均在6．05～6．15之间，接近理论值6。

复杂洞群中大跨度刚性壳体结构施工技术

作为国内首次在桥区采用浅埋暗挖法修建的北京地铁10号线国贸站,地下结构各洞室穿越国贸桥区域内密集的桥梁基础,形成复杂的"群洞-群桩"状态。其中,群洞间扣拱过程中确保自身结构安全是整个工程中重难点的集中所在。介绍复杂洞群中大跨度刚性壳体结构各部位的总体施工顺序、超前支护技术和刚性壳体力学转换技术,大大降低施工风险,确保结构安全。

正侵彻半无限靶的刚性弹体头部形状优化分析

针对弹体头部形状影响动能侵彻武器的侵彻能力问题,基于阻力函数的一般性假设,同时考虑侵彻速度一次项和平方项的影响,并结合侵彻摩擦效应,建立了具有较强适用性的侵彻阻力函数表达式,对刚性弹体正侵彻过程进行了深入的理论研究。为获得阻力最小的弹体头部轮廓曲线,基于变分原理,建立了阻力函数的欧拉拉格朗日方程,进而获得该方程的解析解;同时,推导出任意弹形的阻力函数和侵彻深度的一般表达式。最后,通过几种典型弹体头部的侵彻阻力参数的对比分析及验证,系统地研究了摩擦效应及弹体径长比对阻力函数的影响。研究结果表明,在考虑摩擦效应的正侵彻过程中,不会出现弹形“越尖越长”,侵彻阻力越小,深度越大的现象。

基于ANSYS橡胶圆筒与刚体的大变形接触分析

橡胶圆筒在建筑和机械结构中广泛使用,但其与刚性体的接触磨损降低了橡胶圆筒寿命和结构耐久性。基于ANSYS19.2展开橡胶圆筒与刚体的大变形接触分析,阐述橡胶圆筒与刚体大应变接触分析的有限元原理,考察橡胶圆筒摩擦系数和尺寸效应对结构接触力学性能的影响并提出相关规律的拟合公式。结果表明:粗糙程度不影响橡胶圆筒的最大接触位移且最大应力和最小应力均随摩擦系数的增加而减小;圆筒随着厚度增加较大压力分布向荷载作用处集中;结构最大接触应力随厚度增加先增加再减小且在厚度60 mm处达到最大值5.89 MPa。

柔性飞网拦截刚性弹体的性能分析

提出了一种用柔性金属飞网拦截来袭导弹的新方法,对柔性飞网拦截刚性弹体的性能进行了仿真模拟,分析来袭导弹弹头所受荷载的变化及荷载随弹体初速度、钢丝绳直径、弹体攻角、弹体质量、网孔边长等多个指标的变化关系。在设定参数下判断弹头所受荷载是否达到弹头引信触发的条件。设计了柔性飞网静态地面拦截原理实验,与数学模型仿真结果对比,验证了拦截效果,拦截过程中产生的过载达到弹体的诱爆条件,可实现对刚性弹体的有效拦截。

水下刚性椭球体目标强度的角度分布特性研究

为对刚性椭球体不同角度的目标强度进行估计,论文从菲涅尔半波带近似得到的刚性物体目标强度近似解出发,通过计算入射波与椭球面的最先接触点及该点的主曲率半径,首次得到了刚性椭球体目标强度与入射角关系的表达式;进一步求导得到了刚性椭球体目标强度的方位角变化率公式;通过数值计算,对刚性椭球体目标强度的角度分布、方位角变化率及其受反向测量距离的影响进行了初步的分析。分析结果表明:通过文中的解析表达式能计算获得不同角度刚性椭球体的目标强度,其计算结果对形状相似的水下目标声反射强度测量有一定的指导意义。

刚性弹体侵彻钢筋混凝土问题研究综述

在防护工程中,钢筋混凝土材料被广泛应用,如何对其有效侵彻是广大学者较为关注的问题,并就此积极开展了深入研究。在对国内外基于经验公式、理论分析、数值模拟的钢筋混凝土侵彻问题研究情况进行系统评述的基础上,整理用于计算钢筋混凝土靶侵彻深度的经验和半经验公式,归纳刚性弹体侵彻钢筋混凝土靶的理论研究成果,梳理不同条件下有代表性的钢筋混凝土靶侵彻数值模拟研究工作,并对刚性弹体侵彻钢筋混凝土问题的研究进行了展望。