基于三维体视分析技术对金属断口的分形研究

金属断口包含金属材料的性质、性能及服役过程的重要信息,是金属断裂定性分析、定量表征的关键证据。研究证明分形维数与材料断裂参数密切相关,但传统二维图像分析难以全面揭示断口特征。为了更深入了解断裂机制和材料性能,三维形貌技术逐渐成为研究热点。在分析仪器中三维体视显微镜可以提供更便捷、更准确的断口信息,进而通过计算分形维数推测材料断裂性质。其中计盒维数分析方法具有易于实现和理解、应用范围广、稳定性好、可解释性强等优势。利用三维体视显微镜和MATLAB程序获取断口三维形貌并计算分形维数。实验表明,拉伸断口抗拉强度和屈服强度与分形维数呈负相关,冲击断口的冲击值与分形维数呈正相关。

沈阳地铁10号线地铁列车轴箱体划线创新

轴箱体是沈阳地铁10号线地铁列车的零部件,采用整体铸钢铸造,强度高,力学性能好。但形体复杂,铸造工艺难度大。而不规范的划线操作,会给机械加工的装夹定位造成困难,带来废品风险。因此,划线创新和划线创新操作法是保证产品质量的关键。本文对沈阳地铁10号线地铁列车轴箱体划线工艺设计、以及划线创新先进操作法进行详解,并为同类型零件的划线作业提供可借鉴的模板。

基于Matlab GUI的地铁车辆轴箱轴承寿命计算

针对传统算法无法反映地铁车辆轴箱轴承使用工况复杂性的缺陷,提出轴箱轴承寿命的二维计算方法。该计算方法将轴箱轴承的使用工况按照地铁车辆的载荷和线路工况进行二维划分,并将轴承寿命表达为载荷和线路工况及其相应概率的函数。同时,针对到目前为止都没有专门用于地铁车辆轴箱轴承寿命计算的相关软件的问题,通过Matlab软件平台开发了地铁车辆轴箱轴承寿命计算软件。软件具有导入导出具体的参数值以及导出计算结果,自行检测软件参数输入时的一些错误以及自动校验输入的参数值是否超出范围等功能。通过该软件,可以对地铁车辆轴箱轴承的寿命进行精确求解,考察每一个载荷工况或者线路工况对轴箱轴承寿命降低的"贡献率",考察传统算法与改进算法之间的差异。最后给出计算实例来分别考察传统算法和改进算法,计算结果充分验证了轴箱轴承寿命计算软件的有效性。

针对地铁车辆轴箱轴承寿命的二维计算方法

地铁车辆的载荷线路工况复杂多变,而传统轴箱轴承计算方法在计算轴承寿命时仅以定值载荷描述车辆的载荷工况,采用单一的冲击载荷系数修正车辆运行线路工况对轴承寿命的影响,无法反映出轴承使用工况的复杂性,导致计算出的轴承寿命与实际偏差较大。为此,提出了基于车辆载荷工况和线路工况的二维寿命计算方法,将轴承寿命表达为载荷和线路工况及其相应概率的函数,从而确保所得的轴承寿命值与实际值更加接近。根据某地铁线路实际运行工况,利用二维寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为1.596 Mkm,而相比采用传统轴承寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为3.652 Mkm,前者比后者下降了56.3%。

一维势箱模型与休克尔分子轨道理论的关系

分析了一维势箱模型和休克尔分子轨道理论的物理基础,得出对于线型共轭分子体系,由势箱波函数的结果直接得出休克尔分子轨道和利用两者的能级公式,从势箱长度参数(a)得到休克尔成键参数.

基于四目立体视觉的三维全自动建模

为保护并传承敦煌莫高窟世界文化遗产,研究基于四目立体视觉系统的三维全自动建模技术。由于提取的点云数量较大,导致自动建模过程中,点云的三角构网步骤无法顺利进行,因此着重研究点云的精简算法。将包围盒算法与点云的曲率特征相结合,提出一种点云精简算法,即改进的包围盒法。实验结果表明,该方法对点云的采样精度高于原始包围盒法,点云精简率可达93.6%,点云数据精简后三维建模效率大大提高,生成的三维模型精度较高。

基于三维的摩擦表面分形维数计算方法

利用二维表面形貌计算分形维数具有随意性和不确定性。采用分形布朗法、原始盒维数法、改进差分盒维数法和小波变换法计算标准三维曲面的分形维数值,并与标准值进行比较,得到误差较小的三维表面分形维数计算方法。计算结果表明:盒维数法计算结果误差最大,受采样点数量的限制,选择的尺度不能太大,只有在小尺度时,才具有较好的直线性;小波变换法误差较小,但计算复杂,且使用的滤波器不同结果也不同,因此选择合适的滤波器非常重要;分形布朗法直线性较好,误差也较小,误差基本在3%以内,是计算三维摩擦表面分形维数的合适方法。

管幕箱涵顶进施工中地表变形监测及有限元模拟

上海市中环线虹许路—北虹路地下立交隧道工程采用了管幕施工与箱涵顶进相结合的施工方法.管幕箱涵顶进法是一种在软土中修建地下建筑物的新型暗挖技术,先用微型顶管技术在拟建的地下通道建筑物四周顶入钢管,然后将钢管间用锁口连接并注入防水材料构成防水地下空间,最后在拟建的地下通道空间内,采用软土开挖和预制箱涵顶进同步进行施工.箱涵顶进过程非常复杂,容易引起地表变形.结合实测数据研究超长大断面管幕箱涵顶进过程中地表变形的特征,得到一些与我国常规暗挖施工所不同的新规律,建立了能够考虑网格前管幕土欠挖、超挖施工工况的三维有限元模型,实现了箱涵顶进过程及其他地表变形的模拟,计算结果与实测地表变形较吻合.

基于分形插值的三维路面重构与分析

原始精细的路面谱是研究车辆与路面耦合的重要基础,对车辆的通过性和噪声、振动及不平顺性NVH(noise,vibration and harshness)分析有重要的应用价值。为了构建与原始路面相同或相近的路面谱,利用非接触式激光路面不平度仪测量沥青路面、水泥路面、比利时路面和砂石路面的三维路面不平度;基于分形理论,采用迭代函数法重构这四种路面谱;结合路面不平度的统计特性评价指标和分形维数对四种路面的原始谱和重构谱进行评价。研究结果表明:重构前、后路面谱的平均值、标准差、峰度系数以及分形维数变化范围在±5%以内,除水泥路面的偏态系数变化范围均在±9%以内,重构路面谱与原始谱具有一致性;重构路面谱保持了原始路面的结构特性,并具有路面的细微结构。

微带盒内腔的公差分配及尺寸精度的保证措施

根据天线电气设计给出的微带盒的装配精度 ,采用相等公差值法解尺寸的链方法确定微带盒各零件的公差及上下偏差值 ,并在工艺方面尽可能降低机加工的难度使各零件满足装配要求。

小跨径宽箱梁荷载横向分布系数计算的简化方法

针对小跨多室箱梁的横桥向刚度较弱、整体性不强的特点,本文提出了计算小跨多室箱梁荷载横向分布系数的一种简化方法。通过与三维有限元方法的比较,证明该简化方法力学概念正确,计算过程简便,计算精度可靠,满足工程设计的需要。

结构化学教学中两个化学模型下的教学过程对比

本文比较了一维势箱中的粒子模型和休克尔分子轨道理论两个教学过程的不同;分别用两个理论处理了链状共轭分子辛四烯、环状共轭分子苯的结构,不同的理论得到的结果有所不同.通过教学中前后联系、对比教学来解决结构化学教学过程中化学模型多,理论假设多,同学容易混淆的难题.

箱涵顶进双重置换工法及其在某工程中的应用

针对目前我国大城市地下立体交通的现状,研究开发了箱涵顶进双重置换施工工艺。介绍了箱涵顶进工法的发展历程和现状,阐述了箱涵顶进双重置换工法的基本原理和施工流程。以上海市金山铁路改建工程倪家一组立交桥为背景,通过对地表沉降的影响因素分析,介绍了箱涵顶进双重置换工法的主要安全措施,包括进出洞技术、减摩技术、高精度姿态控制等,结合现场沉降监测资料为现场施工提供实用性建议,并且说明了箱涵顶进双重置换工法的安全性和经济性。

三维坐标法检测苏通大桥曲线段承台钢套箱精度分析

结合苏通大桥曲线段承台钢套箱的检测,对全站仪的三维坐标法测量点位的平面位置及高程的精度进行了分析,就全站仪的视准差、横轴的倾斜误差及后视已知点的定向误差对测量点位平面位置的影响和指标差对测量高程的影响进行了较深入的分析,并进行了模拟计算.在利用全站仪的坐标测量功能进行三维坐标测量时,对仪器进行视准差、横轴的倾斜误差进行设置及高程值用盘左、盘右测量取均值可以取得较好的测量效果.对苏通大桥曲线段承台钢套箱的角点坐标放样数据进行计算,并建立了数据库.

动车组车顶高压电器箱三维有限元仿真及试验验证

动车组高压电器箱放置于车顶,内部集成了多种电气设备。但集成化的高压电器箱,使得箱内设备布局非常紧凑,可能造成某些设备金具表面电场集中,导致电晕放电。为分析动车组高压电器箱内部的电场分布情况,文中建立了高压电器箱的三维有限元模型。采用静电场和瞬态电场有限元方法,分别在额定工作电压和标准操作冲击电压下,计算了高压箱内的整体电场分布及其随时间的变化规律。为验证有限元仿真的准确性,进行了高压电器箱的电位测量试验。在额定工作电压下,测量了箱内高压隔离开关金具的悬浮电位;在操作过电压下,测量了箱外5个试验点处的电位。试验结果表明,在不同工况下,仿真计算和试验测量数据的相对误差不超过12.4%,建立的三维有限元仿真模型是合理有效的。文中的分析方法可为高压电器箱的研发及设计提供参考,并为后续的高压电器箱内部绝缘结构优化的仿真分析提供基础。

预应力钢束空间干涉快速计算方法

混凝土箱梁中预应力钢束可抽象为空间中的三维曲线,当箱梁为斜腹板、变宽度并且预应力钢束存在平纵弯重叠的时候,其空间几何形状将会变得非常复杂,难以用常规的方法判断钢束之间、钢束与普通钢筋之间以及钢束与梁体表面之间的干涉问题。将数值计算方法引入桥梁专业三维设计领域,通过建立预应力钢束的空间参数方程,运用数值计算方法将问题转换为约束条件下的最优解问题,使钢束空间干涉问题得到解决。

三维正交纤维增强复合材料箱梁结构机织法与成型工艺研究

本文主要介绍三维正交纤维增强复合材料箱梁结构机织物的织造方法,阐述了纤维增强复合材料在织造过程中形成一向平纹(1/1)一向(1/2)斜纹三维正交织物的织造方法,并在Pro/E软件里建立箱梁结构机织物预制件的几何模型,详细介绍了箱梁结构机织物预制件的成型工艺。为研究箱梁结构复合材料机织物预制件的织造方法、成型工艺和力学特性设计计算打下了良好基础;为开发纤维增强复合材料箱梁结构新产品提供了一个有效途径。

基于图像法的非均质砂土介质中水分饱和过程研究

水分运移是当今水文地质领域的研究热点,其在农业农田灌溉、水利水资源开发利用等方面有着较为广泛的应用。本试验基于图像法,通过在室内建立二维砂槽模型并装填粗砂粗砂透镜体,按照一定的时间间隔对水分运移过程进行拍摄,并在试验后整理和绘制锋面图,研究非均质砂土介质中水分的饱和过程中的分布规律和运移特征。研究表明中砂介质的入渗速度逐渐降低,粗砂透镜体的入渗速度逐渐增大,介质的非均质性会影响水分的运移,且介质的非均质性越大,水分运移波动越大,在粗砂透镜体和中砂介质的交界面附近水流会出现绕流,两者锋面线高差最大时约8~9 cm。水分运移还受到毛细力的作用,水分会向毛细管越多、孔隙越小的细颗粒方向优先运移,之后再填充粗砂透镜体。随着进行时间的增加,入渗速度降低。在粗砂透镜体和中砂介质的交界面非均质性较强,使得锋面线整体呈现“凹”型,但此阶段中砂介质的速度变化了0.044 cm/min,粗砂透镜体的速度变化了0.161 cm/min,在相同时间内,粗砂透镜体的入渗速度会快于中砂介质,说明粒径越大,渗透性越大,水分运移越快。

基于三维点云的运输车粮箱动态均匀装载方法研究

为了解决联合收获机运输车协同作业时,运输车粮箱装载不均匀,导致粮箱装载利用率低的问题,提出了一种基于三维点云的动态均匀装载方法。该方法利用相机获取运输车粮箱内装载物的三维点云作为状态反馈信息,建立装载均匀性评估方式,以最均匀装载状态为目标,通过实时调整卸料装载点位置,使粮箱保持在均匀的装载状态。针对装载物相互遮挡对相机形成视觉盲区的问题,通过建立装载物的堆体模型和相机的遮挡模型,以最小期望误差为目标对盲区内装载物高度进行估计,并据此进行点云填充,从而得到能完整反映粮箱装载状态的三维点云。在搭建平台进行的实验中,对粮箱装载过程中可能出现的轻载、中载和重载3种装载状态进行测量,并对盲区点云位置进行估计,其盲区估计的平均误差低于5 cm。仿真结果表明,动态均匀装载方法能在有限装载周期内,将粮箱从任意的初始装载状态装载为均匀状态。单次装载量的平均高度增量为2 cm、粮箱的初始装载状态为空载时,装载物的最大高度方差为1 cm^(2)。单因素仿真结果表明,稳定状态下的装载物高度方差与单次装载量正相关。

大跨度斜拉桥索塔钢锚箱锚固体系横向受力分析方法

大跨度斜拉桥索塔锚固区钢锚箱和混凝土塔壁形成一个钢-混凝土组合结构,其中钢锚箱拉板和混凝土侧壁共同承受斜拉索的水平分力,而钢锚箱两端和混凝土前壁之间则存在比较复杂的叠合效应。以上海长江大桥主跨为730 m的5跨连续分离式钢箱梁斜拉桥为例,利用4个两维模型简化分析钢锚箱和混凝土塔壁的组合结构,进行分析比较后得到一个准确的简化计算模型,然后,将推荐的两维模型和三维空间模型进行比较,验证了两维模型的准确性,该两维模型可以推广应用到索塔锚固区组合结构的横向受力分析中。