弹性网壳杆件网格找形及曲率优化设计研究

对传统弹性网壳划分等边网格的圆规法进行改进,提出基于参考曲面UV参数结构的网壳等边网格划分方法;提高了杆件网格生成运算效率和应对复杂曲面的适应性性。同时,在基于物理模拟进行杆件曲率过程中,通过参考曲面和等边网格的迭代生成与优化,有效控制模拟产生的网格形变误差。在此基础上对几种常用弹性网壳材料的结构有限元分析,得出经过曲率优化的弹性网壳结构性能具有显著提升,为后续弹性网壳的建造提供更高的自由度和可行性。

基于曲率优化的14参数平面叶栅设计方法

为了避免型线曲率不连续所导致的气动损失,提出了一种基于曲率优化的平面叶栅设计方法,共包括了对气动性能有显著影响的进出口几何构造角、喉部宽度、弯折角,对强度有较大影响的前/尾缘半径、最大内切圆半径、位置等14个独立参数。分段表征了平面叶栅的压力面、吸力面型线,为保证其光顺性,利用基于优化的方法通过调整内切圆半径的夹角,实现了压力面、吸力面型线的曲率连续。进行了平面叶栅的设计,结果表明文中提出的方法可以灵活进行平面叶栅的设计。

保证智能轮椅平滑通过狭窄通道的路径曲率优化算法

为了使用户更感舒适,智能轮椅应该能在具有复杂几何约束的室内环境下平滑地通过狭窄通道.本文提出一个基于路径曲率优化的算法以确保智能轮椅平滑地通过狭窄过道.考虑到路径平滑度取决于路径曲率及其变化率,在通过传感器数据计算出狭窄通道相对于轮椅的位置后,算法以贝塞尔曲线的曲率及其变化率最小为优化目标,以轮椅过通道时的方向及贝塞尔多边形应为凸多边形作为约束,规划出一条平滑的最优路径,然后控制轮椅实时跟踪这条路径.上述过程动态循环运行,实现了智能轮椅平滑通过狭窄通道.仿真中将本文算法同基于A*的路径规划导航算法进行了对比,结果表明本文提出的基于曲率优化的算法可以实现比A*算法路径曲率更小且更加平滑的过狭窄通道过程,并且即使在没有全局地图和定位信息情况下,算法也能控制轮椅平滑地通过狭窄过道.实验中详细阐述了算法的实现过程,实验结果也证实了算法的有效性.

基于随机线性空间均衡复杂零件加工曲率优化

提出基于随机线性空间均衡的复杂零件加工曲率优化,通过线性空间均衡算法对复杂零件进行空间最优组的计算,在最优组中随机选择中间组与最后组,在两组之间进行递归计算,从而得到最优均衡空间参数值,使曲率得到优化的过程。仿真试验表明,这种基于随机线性空间均衡的复杂零件加工曲率优化的过程能更好的提高零件加工的精密度,减少优化工期,更有效的提高产品的质量,与分片算法的优化更快速稳定,有效的为零件的加工提供更好的保障。

基于高斯曲率优化和非下采样剪切波变换的高密度混合噪声去除算法

为提高矿井混合噪声图像的可观测性,提出了基于高斯曲率优化和非下采样剪切波变换的高密度混合噪声去除算法.使用局部高斯曲率优化混合噪声图像,抑制椒盐噪声对噪声分布的影响,使混合噪声分布近似为高斯噪声分布.使用非下采样剪切波变换分解高斯曲率优化图像,实施自适应硬阈值收缩降噪,去除混合噪声中的高斯噪声成分.最后,迭代使用局部高斯曲率优化和非下采样剪切波变换降噪去除残余噪声,直至输出图像梯度能量满足停止条件.实验表明,本文算法能够有效地去除高斯噪声和椒盐噪声构成的高密度混合噪声,且有效抑制了剪切波变换降噪引起的伪吉布斯现象,有效地降低了矿井图像的噪声.

基于曲率优化的杆件弯扭变形精度提升方法

航空航天器结构在长期服役过程中,受到各种因素影响,存在各种飞行安全问题。针对连杆结构服役过程中存在的扭转弯曲工况,提出一种曲率信息计算优化方法,借助光纤Bragg传感器反演结构扭转弯曲变形。此方法能够减小杆件弯扭变形过程中因光栅栅区尺寸因素导致的数据测量误差,进而提升变形反演精度提升。ANSYS Workbench有限元仿真结果表明,这种方法与传统曲率递推变形反演方法相比,能够将扭转/弯曲变形条件下杆件变形监测与反演平均误差减小8%。小角度扭转/弯曲试验结果显示,进行曲率信息计算优化方法修正后反演所得变形量相对误差较修正前减小3.3%。研究结果表明,所提方法适用于杆件结构扭转变形监测场合,能够为未来航空器结构服役状态感知与自适应调整提供帮助。

基于曲率优化的机器人砂带磨削轨迹规划

针对复杂曲面零件砂带磨削编程效率低、精度差的问题,基于B样条曲线曲面重构和机器人离线编程技术,提出了一种根据关键接触点曲率值生成工业机器人磨削轨迹的方法.首先,利用零件表面上需要进行砂带磨削的关键接触点和积累弦长参数化法构造节点矢量,从而计算出磨削轨迹的B样条基函数;其次,根据控制顶点反求矩阵得到全部未知控制点和3次B样条加工曲线;然后,分析关键接触点之间的曲率变化率和弧长,对关键点细化生成符合磨削工艺要求的目标点:最后,通过求解双3次B样条插值曲面方程获得目标点的加工姿态.以水龙头磨削为例进行试验,结果表明曲率优化算法磨削的零件表面轮廓形状明显优于截面法,且其粗糙度值能稳定在0.082μm左右,可以有效提高工件表面加工质量.

基于曲率优化的五轴数控加工刀具路径光顺算法

针对计算机辅助制造(CAM)软件生成的五轴刀具路径只具有C0连续从而影响五轴混联数控机床的运行平稳性和工件的加工精度,设计了一种优化曲率的刀具路径光顺算法。对刀具路径分别设计局部光顺算法和全局光顺算法。局部光顺算法中,综合考虑路径的C^(2)连续性要求、光顺误差约束、曲率的影响进行控制点选择;以边界条件和光顺误差为约束,建立基于曲率最优的数学模型;通过带约束的改进粒子群算法进行精确快速求解,有效地降低了光顺路径曲率。全局光顺算法中,利用局部光顺算法的控制点选取方法对不满足误差要求的刀位点插入控制点。仿真测试表明算法能得到满足误差要求的C^(2)连续路径,通过碗形件的实际加工进一步验证了算法的有效性。

唐7-斜65井轨迹优化与控制技术

本文重点分析了如何采用分井段变曲率优化唐7-斜65井剖面和整体兼顾的轨迹控制理念,改变以往组合控制轨迹的观念,完成长达1000多m斜井段的控制,有效减少井下复杂机率,保证井下安全。总结唐7块地层自然造斜规律并加以利用地层自然造斜力,减少滑动钻进进尺,提高机械钻速。针对本井设计和轨迹控制经验进行总结、归纳,为以后钻该类井提供了有益的借鉴,实现提升钻井速度,提高经济和社会效益。

蚂蚁曲率融合属性在华北潜山裂缝型储层中的应用

裂缝及断裂的分布影响着潜山的储层和成藏条件,以华北潜山1区地震数据体为研究对象,对构造平滑后的数据体分别进行常规曲率计算,曲率坐标旋转和蚂蚁体属性的计算来预测裂缝和断裂的大概分布情况,多种属性对比后发现这些单一属性虽然都能不同程度反映裂缝发育,但都有各自的弊端。为了提高裂缝预测效果,弥补单一属性的缺陷,在优化后的曲率属性的基础上进行追踪步长缩小后的蚂蚁体计算,形成新的融合属性体,新方法提取的蚂蚁体属性反映出裂缝连续性更好,分布规律更加清晰,东南部大断裂较为突出,与地质资料对比后结果可靠,为后期工作提供借鉴。

飞机上超薄型座位背部曲线的优化

针对怎样设计座椅的靠背曲线才能提高舒适度的问题。我们先引进了脊柱曲率的概念,又通过对脊柱数据的分析得出腰椎弯曲形状接近正常生理状态时人舒适度最高,之后通过建立腰椎曲率模型求出了最舒适坐姿下的腰椎曲率半径。再者我们根据人机工程学选取了4个人体脊柱特征点(H-跨点、Y-腰靠支撑点、J-肩靠支撑点、S-头靠支撑点),建立三次样条插值法模型,通过MATLAB拟合出靠背曲线经验方程;针对靠背曲线优化提高舒适度的问题。我们建立了曲率半径误差最小的优化模型,使设计的曲线在脊椎中的主要受力点腰椎和肩胛骨这两点的曲率半径误差最小,最后采用外点惩罚函数法,通过MATLAB拟合出优化后的靠背曲线经验方程。

轴流式叶型的Bezier曲线设计方法

为了避免型线曲率不连续所导致的气动损失,提出了一种基于Bezier曲线曲率优化的平面叶栅设计方法,包括对气动性能有显著影响的进出口几何构造角、喉部宽度、弯折角,对强度影响较大的前/尾缘半径、最大内切圆半径、位置等14个独立参数.对平面叶栅的压力面、吸力面型线等进行了设计分析.为保证其光顺性,采用优化设计的方法调整内切圆半径的夹角,实现了压力面、吸力面型线的曲率连续,完成了平面叶栅的设计.进行了多种叶型的设计和气动分析,验证了设计方法的有效性.分析结果表明文中提出的方法可以灵活地进行平面叶栅的设计.

离散数据环境下复杂曲面检测点布局策略研究

根据采样策略进行采样点的选择和布局,是对复杂曲面加工质量进行检测轨迹规划的重要内容之一。针对一般曲面采样点布局算法用于离散数据环境下复杂曲面测点布局存在的局限性,通过分析离散数据环境下复杂曲面数据的特点,引入局部网格曲率特性参数,构建基于三角面片微分几何特性的网格简化方法,从而提出基于网格简化的复杂曲面离散数据检测点布局策略,并建立不同层次网格之间距离值相对于简化三角形数量的拟合曲线方程,验证曲率权值优化方法在离散数据环境下对提高复杂曲面采样点布局精度的有效性。

基于接触应力的氮化硅混合陶瓷球轴承曲率半径优化设计

利用ANSYS Workbench建立了基于赫兹理论假设条件的6206氮化硅混合陶瓷球轴承有限元分析模型,得到了滚动体与内、外圈的接触应力分布,计算结果与赫兹接触理论的一致性较好,证明该有限元分析模型的正确性。在此基础上,对滚动体施加旋转载荷,滚动体与内、外套圈接触区域添加摩擦,弥补了赫兹接触理论假设的局限性,得到了复杂工况下的接触应力分布。并以最大接触应力为目标函数,采用直接优化法对内、外圈沟道曲率半径进行优化设计。优化后,轴承的最大接触应力下降了9.21%。

新结构调心滚子轴承设计研究

通过对新结构调心滚子轴承的设计研究,阐明其结构特点、技术要点和创新点对该轴承的重承载性和寿命的影响。采用先进的优化设计理论,选取合理的曲率半径,运用先进的滚子自引导理论,设计出高技术含量、高承载性、高硬度、长寿命新结构调心滚子轴承。

Optimal concavity of some Hessian operators and the prescribed σ_2 curvature measure problem

In this paper, we consider a minimal value problem and obtain an algebraic inequality. As an application, we obtain the optimal concavity of some Hessian operators and then establish the C2 a priori estimate for a class of prescribed σ2 curvature measure equations.