基于乔灌木根系加固及柔性石笼网挡墙变形自适应的生态护坡

为了生态加固及防护土质边坡,提高边坡抵抗较深层滑动的能力,研发了根系-拉索-石笼网共同作用的生态护坡系统。工作机理为:浅层滑坡体推动柔性石笼网挡墙前倾,乔灌木根系的抗拔力通过拉索约束住挡墙的位移,从而使坡脚土体由受剪为主改为受压为主。通过数值分析,探讨了将边坡的乔灌木根系的抗拔与石笼网柔性挡墙的变形自适应相结合,联合作用加固挡墙基底以上坡土的可行性。分析结果表明:通过镀锌过塑拉索与根系的联合作用可以有效地限制和减少土坡和柔性石笼网挡墙的渐进变形,从而维持土坡的稳定。

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.

鞋楦定制中非均匀有理B样条特征曲线的自适应变形

为实现无实体楦基础的数字化量足制鞋,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)特征曲线自适应变形的个性化鞋楦定制系统,将足部NURBS特征曲线依据一定的舒适度规则变形成相应的鞋楦特征曲线来实现鞋楦定制。该系统采用切平面法获取足部的特征点、特征曲线和特征尺寸,重建出足部NURBS特征曲线。建立了足楦舒适度匹配规则,并根据变形方式及次序不同将特征曲线分为四种类型。以特征点、特征结点和特征尺寸作为约束,结合足楦舒适度规律驱动足部特征曲线自适应变形,生成相应的鞋楦特征曲线。最后,构建出鞋楦特征框架,通过特征曲线增添操作和曲面细分造型完成定制鞋楦的设计。给出了男士皮鞋鞋楦的设计实例和定制结果,定制时间在480s内,定制的鞋楦美观大方。该系统具有实用性,且定制鞋楦的再设计利用率显著提高。

基于自适应自由变形法和梯度下降法的胸部多模医学图像配准

为了实现胸部多模态医学图像的自动配准,提出了一种基于层次B样条自适应自由变形法和梯度下降法的配准方法。首先采用GVF Snake与Canny算子实现边缘提取,并自动配对特征点;接着,采用矩主轴法对多模医学图像进行全局粗配准;最后,基于层次B样条自适应自由变形法对多模态医学图像进行自动细配准,并且采用梯度下降法以及最大信息熵准则加速求自由变形系数。实验证明该方法不仅效率高,而且配准效果好。

人体模型自适应变形算法的研究与实现

针对虚拟试衣个性化调节过程中服装尺寸符合人体模型时出现的人体模型表面穿透服装的失真现象,提出一种人体模型自适应变形算法,通过在需要自适应变形的区域加入质点弹簧系统,并在该系统中加入了一类新的弹簧——支撑弹簧,使得模型表面更接近于真实人体的情况,并对实现算法进行了研究和分析,针对存在的不足进行了改进。实验结果表明,该算法运算效率较高、响应时间短,使用后人体模型能够针对服装的形状进行自适应变形,并具有围度不变性,实现了较为理想的试衣效果。

基于分层自适应变形的服装重用性研究

针对在静态三维服装仿真过程中三维服装穿在变形后的人体模型或者不同的人体模型身上时它们之间常常会产生穿透现象的问题,提出一种基于分层自适应变形的服装变形方法。该方法首先进行服装与人体在高度上的匹配,然后对服装与人体同时进行分层;对每层中的人体与服装进行碰撞检测查找穿透点,并且对每层中的穿透点进行处理以消除穿透;最终能够使服装适合人体模型,并且有效地解决出现的穿透现象。实验结果表明,该方法在提高每一套服装重用性方面十分有效。

颗粒材料自适应变形能力试验研究

为了探究颗粒尺寸、成型密度及集料类型对材料自适应变形能力的影响,建立了坍散值试验方法和压碎松散值试验方法,并以玄武岩和辉绿岩为代表来评价颗粒材料自适应变形能力。试验结果表明:不同粒径的集料,坍散值、压碎松散值及剪胀值均随成型密度增大而增大。在成型密度较低时,坍散值与压碎松散值近似相等,在成型密度较高时,二者差异变大。玄武岩T05级自适应变形协调能力的最低成型密度为1634~1715 kg/m^(3)。通过多组试验对比,成型密度是颗粒材料自适应变形能力最主要的影响因素。

桩顶变形调节弹性支座的应用

介绍了"当代·天境"工程采用端承桩复合桩基,在桩顶设置自适应变形调节弹性支座的施工技术,改变了采用常规桩基础的施工方法,加快了施工进度,节约工程投资,提高了整体工程质量。

石笼拱柔性拦截坝新技术及其数值模拟

针对常见的泥石流拦挡结构被冲击破坏的问题,提出了柔性石笼拱拦截坝新技术。柔性石笼拱以石笼为主要材料,砌筑成拱形,上游面铺设废旧轮胎防冲垫层,拦截泥石流。利用ANSYS LS-DYNA软件,分析了柔性石笼拱结构对泥石流冲击的动力响应,并与刚性浆砌石结构进行对比。通过MIDAS GTS软件计算,分析了石笼拱拦蓄泥石流后孔隙水压力变化及静力稳定特性。数值计算结果表明,柔性石笼拱结构能合理地优化结构受力,变形自适应,减小巨石冲击荷载以及饱和泥石流的浆体压力对结构的不利影响。

胸部多模医学图像快速配准

为了实现胸部多模态医学图像的自动配准,提出了一种基于层次B样条自适应自由变形的快速配准方法。首先采用C-V水平集方法实现感兴趣区域的提取,并基于并行计算实现自动配对特征点;接着,采用矩主轴法对多模医学图像进行全局粗配准;最后,基于层次B样条自适应自由变形法对多模态医学图像进行自动细配准,并且采用梯度下降法以及最大信息熵准则加速求自由变形系数。实验证明该方法不仅效率高,而且配准效果好。

自适应变形镜激光应用技术

自适应变形镜技术在激光加工、激光发射和远距离输运、聚焦系统等方面的应用正日益受到重视,不断发展。它是激光光束质量和聚焦特性自适应控制的关键技术。本文着重论述高功率强激光加工中自适应变形镜技术及其对"飞行光学"聚焦特性控制的新技术。

基于改进PV-RCNN的3D目标检测算法实验研究

3D目标检测结合了深度信息,能够提供目标的位置、方向和大小等空间场景信息,在自动驾驶和机器人领域发展迅速。针对PV-RCNN在3D目标检测时不能够充分适应不同的物体尺度、不同的点云密度、部分变形和杂波等问题,对3D目标检测的任务进行实验研究。通过加入自适应可变形卷积、上下文融合模块和Gumbel Subset Sampling模块来训练层级特征,使得编码关键点自适应地朝着最具有判别和代表性的特征对齐,提高提案框回归精度。实验结果表明,改进后的PV-RCNN 3D目标检测精度得到了提升,尤其是在远距离物体识别和检测方面。

新型差动电缆卷绕装置研究

针对方位结构旋转角度有限的天线系统,方位机构和俯仰机构之间的连接电缆,在方位旋转过程中电缆会承受一定的弯扭力矩,不利于电缆的长时间使用。本文在目前电缆卷绕装置的研究基础上,提出一种新型的差动电缆卷绕装置,该装置不仅可以引导比较多的电缆走线,还可以通过弹簧钢片的自适应变形,释放电缆在方位需安装过程中承受的弯扭力矩,很好的解决了电缆在方位机构与俯仰机构之间的走线问题。

基于显著图的可变模板形态学去雾方法

针对暗通道先验去雾中存在的光晕现象和天空区域颜色失真现象,提出了一种基于自适应可变形结构元(Adaptive deformable structuring element, ADSE)中值滤波结合灰度形态学重构精细化透射率的方法.该方法利用透射率与图像细纹理结构的无关性,由有雾图像的灰度图计算显著图(Salience map, SM),将SM作为导向图计算ADSE,用生成的ADSE对最小颜色通道图像进行自适应中值滤波运算;其次,以粗估计暗通道图像为标记图像,以自适应中值滤波后的图像作为模板图像进行灰度形态学重构运算,获得精细化暗通道图像,继而得到精细化透射率;最后,针对天空区域,引入最优化透射率方法,对天空和非天空区域做统一的运算得到最终透射率,完成图像去雾.本文算法对真实场景具有很好的去雾效果,同时,基于形态学的运算易于并行化和硬件实现.

穿越活动断裂带铁路隧道震害特征及修复技术

依托穿越发震断裂的兰新高铁大梁隧道震害复旧整治工程,通过现场调研、测绘、勘探等手段,揭示了穿越活动断裂带铁路隧道在近场强震作用下的变形破坏特征;结合地震安评结论,提出“预防护与加固、结构拆除重建、预留变形空间、增设减震消能层、结构节段设计、大调整量无砟轨道”多维一体的活动断裂带隧道震害综合修复方案。在保障施工快速安全的同时,一次性解决后续运营阶段活动断裂可能进一步变形带来的相关问题,达到震后余滑、濡滑变形结构自适应和粘滑错位破坏快速修复的效果。经现场施工及监测结果反馈,相关方案可实施性强,修复后的隧道结构受力良好,可为后续类似工程震害抢通及隧道抗震设防提供实践经验。

设弹性支座的桩土复合基础施工技术

桩土复合桩基为了实现桩与承台下地基土共同作用。在桩顶设置弹性支座,由弹性支座的变形实现承台下地基土能够充分承担上部荷载,待地基土压力达到设计预期荷载水平,或建筑沉降达到设计允许的预期变形时,将弹性支座处预留的空腔采用混凝土浇筑密实,后期增加的荷载主要由桩承担,最终形成复合桩基,达到充分利用承台下地基土的承载力,实现桩土共同作用的目的。本文主要从施工角度介绍弹性支座现场安装施工方法及安装施工质量的控制要求。

叠层式箔片动压气体推力轴承承载特性

为揭示叠层式箔片结构对动压气体推力轴承承载性能的强化机制,建立了该结构静力学有限元仿真模型及弹流润滑分析方法,研究了叠层式箔片结构刚度随载荷的变化及楔形气膜间隙特征参数的演化规律。结果表明:随着载荷升高,叠层式结构刚度增幅呈先小后大的非线性特征,且周向局部刚度大小交替变化。这导致轴承楔形气膜间隙特征参数随承载力增大而明显变化,承载力从15 N增大到75 N,楔形高度可从45μm降低至16.8μm,节距比则先增大后减小。与承载力相同条件下的波箔型轴承相比,叠层式箔片动压气体推力轴承气膜压力分布会出现承载力强化的双峰值,且最小气膜厚度可增大35%至50%,可有效降低转静子间的碰磨概率。

基于光学几何测量的整体叶盘几何失谐建模与辨识

通过光学几何测量技术获取精确的叶片型面差异化信息(即几何失谐)建立整体叶盘的高保真动力学模型的方法,并进一步开展整体叶盘几何失谐辨识的研究。采用先进的三维结构蓝光扫描系统测量构建精确的叶片几何型面点云模型,然后采用网格变形技术,将谐调叶片有限元模型的表面节点自动投射至实测的点云表面,以回避传统逆向工程的实体模型重建环节,从而实现整体叶盘高保真动力学模型的快速构建。该模型可直接用于量化识别叶片几何失谐对其固有频率和振型的影响,其中各叶片“一弯”频率失谐量在2.1%以内,同时可以精确比对各叶片间的模态置信因子,因此可大幅提高整体叶盘建模和动力学仿真分析的准确性。

Magnetic fluid based deformable mirror for aberration correction of liquid telescope

A magnetic fluid based deformable mirror(MFDM) that could produce a large stroke more than 100 μm is designed and demonstrated experimentally with respect to the characteristics of the aberration of the liquid telescope. Its aberration correction performance is verified by the co-simulation using COMSOL and MATLAB. Furthermore, the stroke performance of the MFDM and the decentralized linear quadratic Gaussian(LQG) mirror surface control approach are experimentally evaluated with a prototype of MFDM in an adaptive optics system to show its potential application for the large aberration correction of liquid telescopes.

柔性响应──德国“先进飞机结构”计划简介

德国戴姆勒·克莱斯勒公司等单位的“先进飞机结构”计划，专门用来研究和发展具有高成本效益比的飞机结构与制造新技术。