球面展开图软件程序设计

通过解析分析 ,对各球面片进行了较精确的计算 ,确定了数学模型 ,设计了不可展曲面球面展开图的通用软件程序 。

正弦机构在球面展开中的运用

把正弦机构运用于球面展开中,推导出了一套新用于球面展开机构的运动学方程。经过MATLAB模拟仿真说明:钢球受此正弦机构和匀速运动的驱动,能完成一种复杂的空间螺旋运动,实现完全展开。这一研究为钢球展开机构的优化提供了必要的数学工具与理论基础。

计算索末菲尔德型积分的新方法——球面波级数展开法

利用广义阻抗边界条件模拟和简化地球表面对电磁场的影响。应用圆柱波函数的球面波展开表达式,地平面上方水平电偶极子电磁场中的索末菲尔德型积分可表达成快速、绝对收敛的球面波展开式,利用积分路径的变换和超几何函数理论,展开式中的展开系数可表达成以大地表面复阻抗为宗量的第二类勒让德函数。该展开式数学物理意义明显,并且十分便于数值计算,该文给出的方法是求解下索末菲尔德半空间问题的精确、有效解析方法。

导电媒质平面上方垂直磁偶极源赫兹位函数的球面波展开式

精确有效地计算索末菲尔德型积分是分析导电媒质半空间电磁波辐射和散射问题的关键.本文给出求解有限导电媒质平面上方垂直磁偶极源赫兹位函数的解析方法.利用圆柱波函数的球面波函数展开式和超几何函数理论,位函数中的索末菲尔德积分被表示成快速、绝对收敛的球面波展开式;展开系数是以物性参数为复宗量的勒让德多项式.该展开式易于电磁场的计算和分析,并且不受场点和源点的位置、媒质的物性参数和频率等条件的限制.

各向异性半空间上方垂直磁偶极子电磁场的球面波展开式

文中推导出单轴各向异性媒质半空间上方垂直磁偶极源电磁场的精确解析表达式.应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论,场分量中的索末菲尔德型积分被表示成快速、绝对收敛的球面波函数系展开式;展开系数是以物性参数为复宗量的勒让德多项式.该展开式数学物理意义明显,并且不受场点和源点的位置、媒质的物性参数和频率等条件的限制.利用本文的结果可十分方便地计算和分析任意场点处的电磁场分布.

一种利用CATIA软件对球面进行快速展开的方法

球面展开是球面加工的重要一环,在球形浮空器等软质球面工业制品的加工制造中至关重要。本文提供了一种利用CATIA软件中的创成式曲面设计模块将球面展开成若干等份瓣状裁片且精确度高的方法。

钢球全表面展开原理及方法

针对轴承用钢球表面缺陷检测的生产需求,以实现球面全展开为目标,提出球面螺旋线运动展开原理。首先,设计实现钢球全表面展开的倾斜轴锥面驱动体,并建立其锥面模型;分析展开过程中球面上一点的运动参数,建立钢球和驱动体的接触约束模型,采用迭代法求解拟合出驱动体锥面上接触点的运动轨迹模型;为保证钢球全表面展开,进一步分析球面上接触轨迹,利用弧长积分得到展开过程中球面上的接触轨迹曲线模型;最后通过仿真技术和物理样机试验对钢球展开过程进行分析测试,验证了理论分析结果的正确性。提出的球面展开理论及方法可以应用到高精密轴承球类滚动体的表面缺陷检测设备,也可对其他球类物体的检测提供理论参考。

双图像传感器的球表面展开方法

钢球作为广泛应用的轴承组件,其表面质量直接影响轴承性能。在钢球表面缺陷自动检测中,钢球表面展开技术是核心,球表面能否充分展开直接决定了表面质量检测的准确性。目前发展的钢球表面展开技术仍存在机械结构复杂、展开不充分及随机性强的问题。基于计算机视觉技术研究了基于双图像传感器的球表面展开方法。首先,介绍基于双图像传感器的展开原理及装置。其次,建立数学分析模型,解算出完全展开整个球面所需要满足的参数条件;最后,设计实验完成全覆盖球表面的图像采集,验证理论模型结果。实验结果表明,在比例系数k为0.97,2个相机45°倾斜拍摄图像时至少需要拍摄4幅图像实现全覆盖展开,与理论模型分析结果一致。此方法在精确有效展开的同时,机械结构从复杂的二维运动简化为一维运动,提高了球表面展开的可靠性,具有广泛的应用前景。

基于Projector的球罐表面测地线展开法

基于投影工具Projector,提出一种实用的球罐表面展开方法.过球罐表面上一系列测地线将罐体表面划分为小块,提取每一小块的曲面边界曲线作为输入项逐一进行计算、连线并自动生成展开图,最后再集拢到展开后的球罐外表面.与传统的方法相比,应用该方法对球罐表面进行展开可以保证焊缝的长度最短,且展开过程形象直观.故球罐的质量、安全性和精度均有所提高.

一种正交夹持的钢球螺旋全展开方法与机构

分析了实现钢球表面全部展开的运动条件,根据运动学关系建立了钢球表面螺旋全展开的数学模型,通过坐标变换求解出展开轨迹线的方程;利用MATLAB分析了钢球表面螺旋全展开的过程,探讨了展开运动轨迹线密度的影响因素;最后设计了一种正交夹持的钢球表面螺旋全展开机构,并成功应用于钢球自动化超声探伤设备中。

采用球面波叠加法还原自由声场的方法

为解决非自由声场中近场声全息重建时,干扰声在目标声源表面产生的散射影响,提出一种基于球面波叠加法的自由场还原技术。该技术首先采用基于球面波叠加法的声场分离技术获得向内和向外传播的声场,然后以目标声源的表面导纳作为边界条件,实现目标声源辐射声和散射声的分离,从而获得等效于自由声场的测量条件。该技术为准确实现非自由声场中的噪声源识别创造了条件。文中首先详细描述了该技术的基本原理,并提出一种最优球面波展开项数选取方法,最后通过数值仿真说明了该技术的有效性。结果表明:在频率较低时,散射声影响较小,采用声场分离技术和自由场还原技术效果相当;但随着频率升高,散射声影响逐步增强,必须采用自由场还原技术才能准确获得目标声源辐射声。

基于均匀分布偶极子的天线辐射场建模方法

针对雷达观测目标近场电磁散射的天线相关问题,发展了基于偶极子模型的天线辐射场建模方法。偶极子模型包括电偶极子与磁偶极子,其位置均匀分布于天线辐射口面,通过偶极子辐射场坐标变换和天线辐射场球面波展开(spherical wave expansion,SWE),建立了偶极子参数与天线辐射场SWE系数之间的线性矩阵方程,并采用奇异值分解(singular value decomposition, SVD)方法实现了偶极子参数的最小二乘估计。对喇叭天线、波导缝隙天线和微带贴片阵天线进行偶极子建模实验,建立了这三种天线辐射场建模误差小于1%的等效偶极子模型,通过对等效偶极子模型预测任意观测距离天线辐射场精度的评估,验证了基于均匀分布偶极子建模天线辐射场的有效性。

圆筒形贮罐的球形拱顶展开

球面展开是近似展开，有数种展开方法，设计采用哪种方法，在图纸中没有说明，仅仅给出了有关尺寸。施工方面必须确认是采用哪种方法，以便对各尺寸进行核对。

球面近场测试高阶探头补偿算法及其在超宽带探头上的应用

为了提高基于超宽带探头的球面近场天线测试系统精度,相应的探头补偿算法需要考虑超宽带探头的高阶方位模式.文中采用文献[3]中基于球面波的迭代法方案实现了高效高精度的高阶探头补偿算法,并将其应用到一种工作在2~18 GHz的超宽带双脊喇叭探头中.同时以偶极子阵列为例,研究了本文算法相较于传统低阶算法的精度优势,测试了该算法在多种条件下的收敛性.结果显示:在相同条件下,高频端比低频端的高阶补偿效应更加明显;当待测天线完全落在该探头的主瓣6 dB宽度区域内时,算法均可以在几次(小于10)迭代后达到理想的精度.因此,本文算法可以有效地提高基于超宽带探头的球面近场测试系统的精度,并且具有较高的单机计算效率.

球面非探针校准近—远场变换

采用球面波展开方法实现“近－远”场变换。对矩形角锥嗽叭天线球面近场扫描测量的数据进行了近远场变换，得到与实测的远场十分吻合的变换远场。

一种新型钢球表面检测方法的分析与系统实现

钢球作为常用的球轴承滚动体,其表面质量直接影响轴承的性能及寿命。目前已研制出的钢球表面缺陷检测装置展开机构结构复杂,不适用于大批量检测。基于一种双图像传感器的球面全展开方法,分析了在球列状态下球面完全展开所需要满足的参数条件。搭建系统进行实验,实验结果表明,该系统利用双传感器同时分别对每粒钢球进行5次采像就能够对钢球表面进行精确有效的高速检测与分选,漏检率低,检测速度可达到14 400粒/h,具有广泛的应用前景。

模式滤波技术在平面近场天线测量中的应用

为了修正平面近场测量中的多次反射误差,介绍了模式滤波修正技术在平面近场测量中的应用,提出了一种合适的模式滤波函数.推导出模式滤波修正技术的相关公式并进行了数值仿真,仿真结果表明通过利用模式滤波技术对平面近场天线测量结果进行后处理能够有效地改善测量结果.

常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场的精确和有效解

地平面上方偶极源的电磁场可以分解成直达波场、镜像波场和Somm erfeld型积分三部分之和。应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论,常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场中的Somm erfeld型积分被表达成圆柱波函数(表面波模)与快速、绝对收敛的球面波函数集展开式之和;其级数展开式的系数是以表面阻抗为宗量的勒让德函数。该展开式数学物理意义明显,并且便于计算,它是此类Somm erfeld半空间问题的精确、有效解答。

反射面天线散焦特性研究

本文应用球面波展开和面电流积分相结合的方法分析了散焦反射面天线 ,给出了由于馈源系统位置偏差导致的反射面天线散焦的计算公式 ,计算结果与实验数据相吻合。

单轴介质半空间电偶极源反射场的解析式

推导出单轴各向异性介质半空间上方垂直电偶极源电磁场的精确解析表达式.将场分量中的两类Somm erfeld型积分表达成绝对、快速收敛球面驻波函数级数展开式.应用超几何函数理论,将展开式中的展开系数表达成以物性参数为复宗量的勒让德多项式.该展开式易于电磁场的分析和计算,是此类Somm erfeld半空间问题的精确、有效的解析解答.