基于曲线曲率的网格简化方法

网格简化是科学可视化和虚拟现实领域中的一个重要研究方面。细节是模型的重要组成部分,而顶点的法向量是描述模型细节的一个重要参数,在网格简化中,为了在保持模型的全局特征的同时也能较好地保持模型的细节,提出了一种采用曲率加权的二次误差作为简化代价的方法,该方法基于二次误差(QEM)简化方法,在代价函数中引入了顶点法向量的变化率,即顶点的离散曲线曲率,从而使得网格简化后模型的细节能够较好地保留。此外,为了在网格绘制上获得良好的视觉效果,采用了三角形平均法向量作为顶点法向量来进行处理和显示。实验结果表明,与单纯采用二次误差(QEM)作为代价函数的简化方法相比较,新方法能够在同等的简化率下更好地保持原有模型的固有特征,并具有良好的视觉效果。

平面曲线曲率半径的运动学探究

以曲线和曲面为代表的几何特征在现代生活中随处可见，研究者对其在现代大型建筑设计、工业生产制造、物体运动学规律等诸多领域进行了广泛深入的探究。本文详细分析了平面曲线曲率几何学特征以及其对应的运动学规律，试图从多个角度对曲线曲率问题进行全方位的解读与探索，同时利用电脑编程求解，进一步研究了椭圆曲线在不同长短半轴比下的曲率半径变化规律。

利用完好曲率模态曲线识别梁式桥的损伤

研究目的:为解决实际工程中损伤后结构完好模态参数难以测得的问题,通过改进曲率模态法,提出结构完好曲率模态曲线这一概念,并且将完好曲率模态曲线和桥梁子构件结构损伤识别方法相结合,以方便实际工程中对于复杂桥梁结构的损伤识别。研究结论:(1)该方法无需初始结构模态参数,解决了损伤后结构完好模态参数不易测得的问题;(2)基于完好曲率模态曲线的子构件结构损伤识别方法可以准确定位不同类型的子构件的损伤位置,并能通过拟合损伤有效面积与损伤程度的关系曲线来判断结构损伤程度;(3)将完好曲率模态曲线的损伤识别方法与桥梁子构件法相结合,根据组成桥梁整体的各个构件特征将桥梁分解成较为简单的子构件来实现损伤定位与损伤程度识别;(4)本研究成果可为实际工程中复杂梁式桥结构的健康监测提供参考。

变曲率曲线梁的单元刚度矩阵分析

针对单元刚度矩阵多为隐函数,不便于直接应用的问题,在极坐标系下,假定变曲率曲线梁剪心和形心重合,根据卡氏第二定理,推导了一种显式变曲率曲线梁单元悬臂端柔度矩阵的解析解公式.该公式先将其柔度矩阵退化到经典的形式;再通过求逆运算得到变曲率曲线梁单元悬臂端刚度矩阵;最后根据静力平衡条件与结点位移的任意性获得曲线梁的单元刚度矩阵.以两端固定曲线梁为例,利用MATLAB编程与ANSYS有限元计算结果进行了对比,结果表明:竖向位移和扭转角相差都在5%以内,两者的误差较小,验证了单元刚度矩阵对变曲率曲线梁计算的有效性;矩阵中的元素可用带参数的显函数表达,且所有参数都可直接引用,说明了它的正确性.

变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工临时墩标高调整方案确定

以变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工计算为背景,确定顶推过程中对临时墩标高调整的优化方法。并联合Ansys和Matlab编制在大跨度变曲率竖曲线钢箱梁顶推计算过程中对临时墩标高自动化调整的仿真优化程序Mccilm,依据在实际顶推过程中采集的各临时墩反力数据,验证了该算法及优化程序的科学性、合理性。

变曲率竖曲线梁顶推过程支点标高调整方案确定的单步模数搜索合成法

针对穷举法计算量太大、试算法需要丰富经验的不足,研究变曲率竖曲线梁顶推过程中支点标高调整方案确定的新方法。基于相关假定,给出各支点处梁体强迫位移、顶推过程支点标高(含初始标高、调整后标高)及其调整约束条件等顶推关键要素的数学表达,明确支点初始标高的设置方法。在建立穷举法标高调整向量数学表示及其最优(或较优)标高调整方案寻找流程的基础上,基于先粗后精分级寻优思路提出计算量较穷举法大为减少的两步穷举法。考虑顶推过程支点标高调整方案确定中标高值优化精细程度的工程意义(或者优化标高值工程上的可变动性),提出"标高模数"概念,明确搜索策略,采用"先单倍模数搜索,再最大程度合并"的思路建立单步模数搜索合成法。算例分析比较两步穷举法、单步模数搜索合成法的计算耗时与结果等,明确单步模数搜索合成法是确定变曲率竖曲线梁体顶推支点标高调整方案的较佳方法。

变曲率对称圆弧曲线及其在圆弧样条拟合中的应用

针对数控加工的需要 ,对圆弧样条拟合曲线的形状进行局部修改和优化 ,提出了一种新的圆弧样条曲线的基本形式——变曲率对称圆弧曲线 ,并给出了其计算方法和具体应用 .该方法可满足不同运算字长数控系统对拟合后圆弧样条曲线最大曲率半径的要求 。

基于曲率曲线的图形匹配研究

作为自由曲线在图像区域边缘描述的应用,本文把区域边界用这种自由曲线描述,并且通过描述曲线的曲率曲线,得到曲线的唯一性描述,从而作为曲线围绕区域的特征,对区域的辨识也就转为对特征的判断。这种方法涉及到的数据量少,特征明确,有移不变性以及旋转平移不变性,即使放大缩小也可以判断,在图形辨识方面有广泛的应用价值。经过编程,结果很有效。

圆柱形RC桥墩的弯矩-曲率曲线的研究

在RC桥墩结构的抗震设计中,必须考虑结构进入弹塑性变形阶段后的动力特性和动力性能,对桥墩的弯矩曲率曲线的研究就非常必要。主要研究轴压比和箍筋的体积配筋率(即配箍率)对曲率和弯矩的影响,为圆柱形RC桥墩的抗震提供参考。

基于曲率模态曲线变化的桥梁损伤识别

针对传统损伤识别方法仅能对损伤位置进行确定,对于损伤程度识别效果较差的问题,根据桥梁出现损伤会使曲率模态曲线产生畸变这一特点,提出一种基于曲率模态曲线变化的损伤识别方法。以曲率模态参数指标为基础,对桥梁损伤前后其曲率模态曲线的变化进行研究。采用多项式拟合和BP神经网络拟合技术,根据桥梁受损后其曲率模态曲线畸变面积的大小来反向拟合出现损伤的位置和损伤程度。以一座简支桥为例,对其设定单损伤和多损伤工况进行研究分析,根据曲率模态曲线畸变产生的部位确定结构损伤的位置,并根据曲率模态曲线的畸变大小来拟合桥梁损伤的程度。结果表明:对于实际工程中经常出现的小损伤工况,该方法识别效果较好,可用于实际工程结构的监测。

悬浮隧道横断面结构轴力-弯矩-曲率曲线特性分析

悬浮隧道管体实际内力与轴力、弯矩和曲率有关且相互影响,有必要研究横断面的力学指标——强度与延性。基于同等设计条件拟定的7个悬浮隧道横断面,包括矩形、马蹄形、四心圆形、八边形、圆形、椭圆形、双船壳形,分析了这些横断面的轴力-弯矩曲线和弯矩-曲率曲线力学性能;比较了考虑和不考虑外包钢壳时的横断面的力学性能,分析了轴压比对横断面力学性能的敏感性。由结果可知,趋于“四边形”的横断面承受轴力和弯矩组合包络范围要大于趋于“圆形”的横断面,除八边形外,其余横断面的延性系数相差不大;外包钢壳可在较大程度上提高断面的抗压及抗弯承载能力,而对延性影响较小;轴压比可在一定范围内提高横断面承载能力,但会导致其延性降低。

变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工线形控制研究

为研究变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推线形控制,以某6×90m连续钢混组合梁桥顶推施工为工程背景,提出了采用"传递矩阵法"对顶推施工过程中各工况的钢主梁线形进行预测与控制,并对该方法的计算参数选取、线形状态矩阵、误差修正进行了理论推导。在此基础上,将"传递矩阵法"对顶推线形控制的原理,采用C语言编制了算法,并通过工程实例验证了所提控制方法的有效性。结果表明:将"传递矩阵法"应用到变曲率竖曲线连续钢梁桥顶推施工的线形控制中,概念清晰,便于操作。

UHPC加固RC桥墩的全过程弯矩-曲率曲线研究

为研究设计参数对UHPC加固RC桥墩延性的影响,基于纤维法首先获取了桥墩的全过程弯矩-曲率曲线。在此基础上,从理论上研究轴压比、UHPC加固层厚度、混凝土强度、纵向配筋率等关键参数对加固桥墩延性的影响。研究结果表明:采用UHPC加固能有效提高原桥墩抗弯承载能力和曲率延性,且与UHPC加固层厚度呈正相关性。当原桥墩混凝土强度等级增高,相同加固厚度下对曲率延性的提高率将下降;除了在较低的轴压比下,配筋率对加固桥墩的延性影响相对于其他参数要小。

变曲率竖曲线钢箱梁顶推过程受力分析

以泸州沱江四桥变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工为背景,基于单步模数搜索合成法确定的标高调整方案,采用通用有限元软件ANSYS建立钢箱梁顶推全过程杆系模型,对顶推过程中梁体与支墩的受力状态及其对标高调整量误差的敏感性进行分析,研究大跨度变曲率竖曲线钢箱梁顶推过程受力特性。结果表明,钢箱梁顶推过程中,结构的各项受力指标未超过限值,滑道标高调整方案可行,顶推全过程结构受力安全;支点反力对标高调整量很敏感,滑道标高的调整精度宜控制在5 mm以内;当调整工况中出现多个位置同时调整时,各支点调整应分级同步进行。

急流转弯曲率缓变连接曲线分析

在陡槽或溢洪道末端一般用圆弧曲线与护坦连接,急流中底板或边界的转折绝大多数采用圆弧曲线的形式与直线段相连接,通过多年的工程运用来看,由于在圆弧的起点和末端曲率不连续而引起的压力突变,导致了大量的空蚀玻坏。明渠或无压隧洞中的急流弯道一般亦采用圆弧曲线与直线段连接,由于起始断面产生沿渠槽纵向传播的干扰波,和横向较大的水面坡降,也迫使人们探讨连接曲线的合理形式。本文在前人研究基础上,提出一种弯曲半径先从起点r=∞(直线段)逐渐减少到某个数值,然后再回到r=∞,来改善水流条件,并与前人所提出的此类曲线进行初步比较分析。

大跨度变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工控制技术研究

针对变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工过程中受力复杂、难于控制的特点,提出此类钢梁顶推施工的控制原则。根据邵阳市桂花大桥钢箱梁顶推施工的特点,提出"旋转-容限"控制方法,用于指导钢箱梁在顶推过程中的线型控制和节段拼装,成功解决了施工过程中遇到的困难,保障了施工的安全和质量。

小曲率曲线孔手携式仿形气割机的研制与应用

对内靠模小曲率曲线孔手携式仿形气割机的仿形原理,气割的曲率半径理论计算以及气割机有关结构特点、技术性能和电磁辊、电机、电气控制原理进行了较系统地叙述与分析.

基于构造完好曲率模态曲线的损伤识别方法

曲率模态是一种理想的损伤识别参数,他不仅能够反映并放大结构局部特征变化,还能对损伤位置进行准确的指示。但使用曲率模态作为损伤识别指标必须要提前得知结构初始状态下的曲率模态数据,这对实际工程中已损坏的结构来说是十分困难的。为解决这个实际工程难题,文章在原有的曲率模态方法基础上进行了改进,提出了结构完好曲率模态曲线的概念,并采用最小二乘法成功拟合该曲线,进一步利用拟合曲线与曲率模态曲线突变区域围合的损伤定义面积来判断结构损伤程度。最后使用ANSYS有限元软件模拟简支梁进行数值分析,验证了该方法的可行性。

双车道公路平曲线段径向加速度相关实验研究

车辆的径向加速度是车辆在弯道上行驶时驾驶行为的重要表征,通过对加速度的分析,可对驾驶员加速和刹车的行为进行定量描述.通过对双车道公路平曲线处的车辆运行车速现场进行行车实验,获得车辆转弯时的径向加速度,利用Matlab软件建立了车辆加速度与平曲线线形之间的数学模型.实验结果表明,平曲线处车辆行驶时的加、减速行为:车辆从直线进入到曲线时逐渐以较大的减速度减速至该圆曲线半径所对应的运行车速;当汽车离开曲线时,会适当加速至期望车速,然后做匀速行驶.