红砂岩粗粒土破碎性质及累积变形模型研究

红砂岩粗粒土具有易破碎性,在动力荷载反复作用下会发生颗粒破碎,导致路基产生明显的工后沉降。针对红砂岩粗粒土颗粒破碎的特点,采用室内动三轴试验仪进行了不同工况下的动力荷载试验,研究了动弹性模量、动弹性应变与粒径大小之间的关系,以及颗粒破碎率与颗粒形状系数变化率的关系。根据试验材料的动力破碎特性,构建了考虑颗粒破碎的累积变形模型,并对模型进行了修正。研究结果表明:颗粒粒径越大,动弹性应变越大,动弹性模量越小;动弹性应变先快速增大后逐渐趋于稳定,动弹性模量随着加载次数的增加不断减小,土体出现应变软化现象。颗粒形状系数变化率变化趋势与颗粒破碎率变化趋势相似,随着加载次数的增加,形状系数值趋近于1。此外,所构建的累积变形模型包含了应力状态参数、物理状态参数和拟合参数,能够较好地描述颗粒破碎状态下的红砂岩粗粒土的累积变形趋势。根据试验数据的反算结果,对累积变形模型的拟合参数进行了确定,便于在实际工程应用中对路基变形进行计算。由于室内试验与工程实践现场工况有一定区别,提出了模型修正系数ψ,提高了模型的预测精度。该研究结果可为红砂岩粗粒土路基设计、施工及运营提供理论依据和工程应用基础。

应用于网上虚拟手术的自适应变形模型

提出并开发了一种适用于网上虚拟手术的自适应变形模型.在这个模型里,外力逐层地传播到软组织里,从而导致变形.通过控制外力的渗透深度,变形只局限在某些区域内发生,而模拟的计算量和准确性亦得以优化.该方法避免了在传统的质点弹簧模型中建立刚度矩阵的繁复程序.实验结果表明,这个模型可以用来模拟不同机械特性的材料,亦可用于在虚拟环境里模拟多用户的协同工作,或与多自由度的触觉式设备结合使用.

应用于网上虚拟解剖的软组织变形模型

提出一种基于几何造型方法的软组织变形模型,并应用于一个基于VRML的网上动物解剖学虚拟实验室系统。在均匀性、各向同性、线弹性、形变假设的基础上,模型采用高斯函数作为变形的基本函数,并提供了用于控制变形范围、变形大小和变形时间的参数,同时对变形过程进行了变速光滑处理。实验结果表明,该模型计算量小,计算复杂度近似为O(n),易于控制变形,可应用于实时性要求高但精确度要求不太高的网上虚拟解剖教学。

基于小波分析的Kalman滤波动态变形模型研究

对GPS动态形变测量信号的性质进行了分析 ,采用小波分析对GPS动态变形数据滤波、变形特征提取和不同变形频率分离。与Kalman滤波方法相结合 ,首次提出基于小波分析的Kalman滤波动态变形分析模型 ,研究其参数设计和算法 ,并用MATLAB与C语言在微机上编程实现。对比大坝实测数据的处理结果可知 ,通过对原始观测值进行小波分析与Kalman滤波的联合处理 ,能克服只使用单一方法进行GPS数据噪声处理的不足。

应用可变形模型进行曲线曲面光顺

根据物理模型的造型技术可以从另一个角度研究曲线曲面的光顺问题．基于能量的可变形曲线曲面可用于光顺一批有误差的散乱数据点．该方法不必要求数据点有序的条件，通过在数据点与曲线和曲面之间连接假想弹簧，可以克服“光顺”和“插值”的矛盾，得到所需形状．文章采用三次Ｂ样条几何表达形式，建立了光顺模型，分析了光顺机理。

大型叠层剪切变形模型箱的研制

振动台模型试验是研究工程结构抗震的重要手段之一。在碎石桩复合地基抗液化特性振动台试验研究中,基于半无限自由场原型土层的地震反应分析,在比较了目前国内外研究岩土结构地震问题振动台试验常用的3种模型箱(刚性模型箱、圆筒型柔性模型箱和叠层剪切变形模型箱)各自优缺点的基础上,设计一个可以用于振动台试验的大型叠层剪切变形模型箱。该模型箱由方钢管焊接的矩形框架和层间滚珠轴承构成,可以很好地模拟原型土层在天然地震剪切波作用下的变形特性。试验结果表明,所设计的叠层剪切变形模型箱不仅为本次试验获得成功打下了坚实的基础,还可以应用于其他岩土地震问题的试验研究。

盾构隧道壁后注浆体变形模型及土体位移分析

盾构施工将会在管片和围岩之间形成环形空隙,对该空隙进行注浆回填来控制地层沉降是盾构施工控制地层位移的关键工序。注浆完成后随浆体水泥水化反应的进行和浆体水分的渗透损失,浆体体积收缩造成地层损失并引起地层位移沉降。因此壁后注浆体的变形及力学性质变化直接影响到土体的应力释放、土体位移及作用在管片上的土压力大小。利用自制壁后注浆单元模型试验装置,研究不同的注浆压力、注浆材料在砂性土条件下浆体的变形规律,提出了能够反映浆体变形规律的数学模型。确定间隙参数是解析方法预测土体位移的关键步骤,利用浆体变形模型可更为准确地确定壁后注浆完成后的盾尾间隙参数。

用于虚拟力觉再现的弹簧-质点力/变形模型研究

为提高虚拟力觉再现的精度与实时性,提出了一种弹簧-质点力/变形模型,它将物体以受力点为中心,沿径向方向分割为呈同心圆分布的弹簧-质点系统。系统中各个质点的相对位移的叠加对外等效为物体表面变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等于物体表面的接触力。该方法由于分割只涉及到发生变形的局部区域,不需要对整个物体进行大量的矩阵运算;进行了基于图像边缘检测的变形测量,推导了模型参数;基于此力变形模型,利用DELTA手控器,进行了柔性物体接触变形以及实时虚拟力反馈的半物理仿真。

粗粒土路基循环荷载试验及累积变形模型研究

为了探讨粗粒土路基在往复列车荷载作用下产生的累积变形和动力特性,开展了粗粒土的室内动三轴试验,分析了不同循环应力比、不同围压对粗粒土路基累积变形的影响。根据动三轴试验结果,提出了考虑围压和循环应力比影响的粗粒土路基累积变形模型。研究结果表明:循环应力比为0.3时是加载次数-累积动应变曲线由稳定型向破坏型演化的起点,随着循环应力比的增大,软化指数不断增大;当循环应力比小于0.3时,软化指数随着围压的增大而减小,当循环应力比大于0.3时,软化指数随着围压的增大而增大。累积变形模型反映循环应力比和围压对累积动应变的影响,能较好地预测累积动应变的发展趋势,且模型参数有明确的物理意义,能为粗粒土路基的设计和养护提供参考。

固体颗粒介质成形工艺变形模型研究

介绍了固体颗粒介质成形新工艺,即采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板料进行软模成形的工艺,并阐述了新工艺的优点。自行设计制造了板料成形试验模具与装置,通过成形试验成功试制出子午面为抛物线与锥形两种典型曲面类零件。对成形件外轮廓的测量分析可知,固体颗粒介质成形过程中,自由变形区的形状可用抛物线函数非常精确地表示。通过建立抛物线函数变形模型,推导出两种典型零件成形中压头压入行程与板料最大变形量的函数关系。通过对板材固体颗粒介质成形新工艺进行数值模拟,进一步验证了抛物线函数变形模型。

一种基于变形模型的红外图像去噪新方法

红外图像去噪的新方法采用了平滑约束计算机视觉问题的变形模型，并根据红外图像的成像特点，提出了用变形模型的空间变化尺度因子，去控制红外图像的平滑去噪操作，使得去噪处理具有良好的保边缘性能。对于由红外成像光敏元响应非均匀性或瞎元引起的成像干扰点，该方法具有插值补断的能力。

医学图像分割技术中变形模型方法的研究综述

医学图像分割是医学图像处理中的一个经典难题。医学图像分割技术的发展不仅影响到医学图像处理中其他相关技术的发展,如可视化、三维重建等,而且在生物医学图像的分析中也占有极其重要的地位。近年来,由于一些新兴学科在医学图像处理中的应用,医学图像分割技术取得了显著的进展。对近年来兴起的基于变形模型的医学图像分割技术进行研究,综述了其发展历程和基本原理,分析和比较了基于变形模型的图像分割的各种技术的优缺点,展望了该技术领域以后一段时间内的发展趋势。

隔震建筑用叠层橡胶支座大变形模型及竖向压应力取值

提出了一种隔震建筑用叠层橡胶支座的大变形模型。该模型同时考虑了叠层橡胶支座的大变形特性、变形过程中的Ｐ－βδ效应和支座端面转动约束对变形的影响，具有较好的计算精度和效率。还进一步探讨了叠层橡胶支座的合理竖向压应力取值问题。结果表明，在现有基础上适当提高取值是完全可行的。

基于变形模型的心血管三维运动跟踪

提出一种心血管造影图像序列的三维运动跟踪方法。按照自顶向下的方式,采用三维变形模型,通过使适当的能量函数最小,表示血管骨架的曲线直接在三维空间中变形,完成血管骨架序列的三维重建。该方法将序列图像中血管的二维中心线提取、三维重建和运动跟踪集成到一个框架中完成,提高了重建精度和运算速度。

基于小波模极大值改进算法的变形模型研究

变形监测中获得的观测资料不可避免地存在着噪声,如何从受噪声干扰的数据序列中提取特征信息,提高变形监测的精度是变形监测系统所涉及的关键技术问题之一。本文把小波模极大值与变形监测相结合,给出了改进的小波模极大值变形监测模型。该模型把阈值去噪和Witkin尺度跟踪理论结合,有效恢复了信号。与传统的去噪方法相比,该算法有着更高的精度,提高了信噪比,有更好的去噪效果。

基于可变形模型的光条纹中心提取方法研究

精确提取光条纹中心是实现高精度线结构光视觉测量的关键。针对噪声和光条纹断线对提取精度的影响,提出了一种基于可变形模型的光条纹中心提取方法。模型采用可变形B样条曲线,在内能和图像势能的共同作用下发生变形逼近光条纹中心。用有限元法对模型进行求解,在内能和图像势能总能量极小时,获得准确的光条纹中心。理论分析表明,该方法可实现光条纹中心的亚像素级提取。

冻融循环作用下砂岩孔隙体积变形模型的建立与分析

为研究冻融作用下砂岩内部孔隙的扩展机制,基于弹性力学和热力学理论,建立了饱水孔隙内水结冰的体积变形计算模型。结合基于核磁共振技术的冻融循环作用下饱和砂岩的孔隙度变化和T2谱分布的试验结果,通过建立的孔隙体积变形计算模型,分析了冻融作用下砂岩的孔隙体积变形规律。结果表明:冻融作用下饱和砂岩的体积膨胀系数大于8. 69%;单次冻融作用对砂岩试样的损伤较小,孔隙体积的变化范围在0. 80%～1. 03%之间;砂岩的孔隙收缩系数和孔隙弹性变形体积占比的变化规律一致,均为先增大后减小;砂岩试样的孔隙收缩系数在7. 92%～8. 04%之间,其孔隙弹性变形体积占比平均为97. 79%;在冻融过程中大孔隙的弹性变形比小孔隙的弹性变形更小。

基于可变形模型提取肿瘤区域的方法研究

为了减少计算机分析乳腺肿瘤影像的数据量 ,提高肿瘤病灶计算机辅助探测和辅助诊断的精确度 ,降低假阳性和假阴性 ,乳腺肿瘤区域的提取是至关重要的。基于乳腺恶性肿瘤和有些良性乳腺瘤 (如纤维性瘤 )的边缘模糊不清和凹凸多变的特性 ,传统的边缘提取算子和阈值法分割乳腺肿瘤区域很困难 ,该文提出应用基于可变形模型的梯度矢量流的方法提取乳腺X光片肿瘤区域 ,用基于亥姆霍兹最小能量损耗原理的一种新的外部能量代替传统方法的外部能量 ,从而解决了传统方法的可变形轮廓线不能收敛于目标边缘凹陷处的问题 ,并取得了良好的效果 。

一种基于可变形模型的图像分割算法

提出了一种新的基于可变形模型的图像分割算法 .该算法在模拟气球膨胀法的基础上 ,对内外部力场进行了改进 .并通过控制力场的方向 ,使Snakes不断向图像内部收缩分裂 ,最终完成对图像的分割 .对合成图像和实际图像的实验表明 。

大型射电望远镜舱索结构变形模型与原型的相似性

建立了大型射电望远镜舱索结构的运动微分方程,并由此研究了模型与原型的相似条件.针对模型存在几何变形的特殊问题,从主要动力相似条件出发,导出了用已知几何比尺表示的频率比尺、风速比尺等典型相似性常数.进一步,基于模型振动实验和相似性分析,预测了原型的固有频率和随机风振幅值,预测结论与非线性有限元动力仿真结果吻合.