基于多阶段评审的大规模创新类竞赛评比方案

当前,大规模创新类竞赛层出不穷,这类竞赛的评比因专家的主观差异等原因成了亟待解决的难题。关注大规模创新类竞赛评比方案的研究与设计,通过对已有竞赛的打分结果进行分析,综合对比多种不同评比方案的优缺点,探寻最优的评比方案,以尽可能使评审流程程序化、高效化,节约人力与时间资源。首先,构建专家分配模型确定评审专家“交叉分发”方案,运用改进模拟退火算法求解,验证了模型与算法的高精度和高效率;然后,构建加权模型对比4类标准分计算方法,设计基于专家权重的改进标准分计算方法;最后,考虑大极差对创新性的关联性,建立极差回归模型,进行基于极差的模型评估。所提模型与算法适用范围广,具有重要现实参考意义与高应用价值。

基于计算机辅助技术的医疗器械设计

阐述计算机辅助技术在医疗器械设计和应用中的特点,包括三维建模、虚拟仿真、快速原型制造等技术。分析设计与开发中的关键问题和用户需求,提出基于计算机辅助技术的设计与优化方案。

矿床模型与开采辅助设计软件系统研制

矿床模型与开采辅助设计软件系统（ＤＭ＆ＭＣＡＤ）是一种在微机上运行的，用于矿床地质及开采辅助设计的大型综合软件系统．其主要功能包括：地质资料的输入、输出、维护、统计分析及预处理等，矿床数学模型、矿石储量统计、浮锥法露天矿境界圈定、线路布置及二次境界生成、露天矿计算机模拟开采及采剥计划编制、辅助开采设计及图形绘制等．本文主要介绍ＤＭ＆ＭＣＡＤ的逻辑结构及各子系统的设计原理和主要功能。最后简要介绍了该软件的实用情况。

基于初印模三维扫描的无牙颌上颌个性化托盘计算机辅助设计及三维打印

目的:基于红色打样膏初印模三维扫描,建立一种无牙颌个性化托盘的计算机辅助设计(computer aided design,CAD)和工艺熔融沉积制造(fused deposition modeling,FDM)制作方法,定量评价加工精度。方法:在标准上颌无牙颌石膏模型上制取红色打样膏初印模,用牙颌模型三维扫描仪扫描红色打样膏初印模,得到扫描数据,在Gemomagic 2012软件中用交互绘制曲线、局部填补空洞、局部增厚、整体偏移、整体抽壳等命令,完成提取托盘边界、填倒凹、缓冲、预留终印模三维空间和生成托盘厚度的操作,设计标准形状手柄,得到个性化托盘三维设计数据。将托盘设计数据导入与FDM三维打印设备连接的电脑系统,打印聚乳酸(polylactic acid,PLA)材质的无牙颌个性化印模托盘,用牙颌模型三维扫描仪扫描托盘整体。在Gemomagic 2012软件中,以托盘组织面为共同区域,将个性化托盘CAD数据和个性化托盘三维扫描数据进行配准,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维设计数据和三维扫描数据之间的偏差。扫描石膏模型得到其表面三维数据,将石膏模型数据对齐于印模数据,同时个性化托盘扫描数据对齐于个性化托盘三维设计数据,利用Imageware 13.0的点云偏差分析功能测量三维扫描数据和石膏模型数据表面的距离。结果:与CAD数据对比,加工完成的上颌个性化托盘内表面整体平均偏差为(0.17±0.20)mm,主承托区平均偏差为(0.19±0.18)mm,副承托区平均偏差为(0.17±0.22)mm,边缘封闭区平均偏差为(0.30±0.29)mm,缓冲区平均偏差为(0.08±0.06)mm;托盘内表面与石膏模型表面平均间隙大小为(1.98±0.40)mm,主承托区平均间隙量为(1.85±0.24)mm,副承托区平均间隙量为(1.86±0.26)mm,边缘封闭区平均间隙量为(1.77±0.36)mm,缓冲区平均间隙量为(2.90±0.26)mm。结论:结合红色打样膏初印模三维扫描、CAD和FDM技术,可成功实现上颌无牙颌个性化托盘的数字化设计和制作。

行波法在10kV铁路自闭/贯通线故障测距中的应用

作者介绍了输电线路行波法测距的原理,概述了铁路自闭/贯通线路的特点及其故障测距的研究现状,研究并分析了行波法在自闭/贯通线测距中应用的特殊性,即自闭/贯通线的线路结构、供电方式及负荷的影响,提出了将零模和线模分量相结合,用零模分量对故障点反射波和对端母线反射波进行识别,用线模分量进行测距的方法。并用PSCAD/EMTDC对其进行了建模及仿真分析。仿真结果表明,所提出的方法是可行的。

基于改进的弹簧-质点模型的三维服装模拟

针对三维服装造型与效果仿真中存在的模型复杂、模拟效率低、忽略服装的结构特征等问题,提出了改进的弹簧-质点模型.利用该模型统一建立了2D→3D映射和服装真实感模拟方程,给出方程中质点所受内力和外力的组成与表达式以及动态系统的推导和求解过程,并且描述了模拟的具体实现算法.改进的弹簧-质点模型克服了原有模型对服装织物的材料性能表达单一的缺点,考虑了拉伸、剪切、弯曲等力学性能以及省/褶等结构因素对服装外观的影响,实现了较复杂的服装外型.通过从效率与效果两个方面与其他模拟系统进行比较,发现该技术的模拟效率较高而且模拟结果较为真实.该模拟技术已经在服装企业推广应用,用户反映良好.

矿床的三维可视化仿真技术与系统

研究了矿床三维可视化的相关技术,提出了一种实现矿床三维可视化仿真系统的框架.在Windows系统下,以VC++为开发平台,利用OpenGL三维图形库,成功地开发了矿床三维可视化仿真系统的原型,实现了三维钻孔图显示、任意地质剖面显示与矿体的真三维显示,并且支持3D旋转、平移、无级缩放等交互操作.应用某地下铁矿的数据,得出了符合实际的结果,初步验证了有关技术与系统原型的可行性.

汽车发动机特性仿真研究

将发动机速度、负荷和万有特性离散化为矩阵形式,采用曲线拟合、曲面拟合、神经网络等方法进行数学建模,建立了汽车发动机仿真数学模型,开发了计算仿真程序.仿真实例表明,对发动机外特性进行拟合,拟合阶次越高,结果越精确,一般采取5阶拟合即可以真实反映发动机的外特性.对发动机万有特性与负荷特性进行拟合,拟合度为99.85%,试验数据模型化后的结果符合要求.建立的数学模型具有很高的模拟精度,能精确地反映出发动机的特性.

覆盖件拉延模型面的特征组装配建模技术

汽车覆盖件拉延模型面设计是一项在覆盖件产品三维模型基础上进行边界条件设计的创造性工作 .本文采用特征技术进行工艺补充面、压料面、拉延筋、凹模圆角的设计 ,并根据设计特点和功能类型形成特征组 .由于特征影响区域和特征映射现象的存在 ,通过将各特征组有机动态装配从而形成一个优化整体 ,提高了拉延模工艺型面设计的质量和效率 。

下肢助行器结构设计及运动仿真

对用于辅助下肢瘫痪患者重新站立行走的下肢助行器的总体方案及其工作原理进行了设计与分析。根据人机工程学中的人体结构测量及结构几何关系确定了各杆长度。在CATIA中建立了助行器的三维样机模型,通过ADAMS进行了运动仿真分析,得到了助行器的速度、力矩等参数,并与正常人体步态参数比较,验证了机构设计的合理性和方案的可行性。

开关电容滤波器设计与仿真方法的研究

为解决开关电容滤波器不能直接应用传统的电路分析程序和仿真方法的设计问题,提出了将开关电容网络的时变拓扑,变换为时不变拓扑,再对时不变网络进行分析的方法。建立了开关电容模拟电阻的z域模型,应用电阻替代方法,设计了二阶开关电容滤波器电路。将二阶开关电容滤波器级联,给出了8阶切比雪夫低通开关电容滤波器的设计与仿真实例,并给出了实现低Q值开关电容滤波器模型的SPICE程序。仿真结果显示,开关电容滤波器与有源低通滤波器的输出特性曲线相一致,满足切比雪夫低通滤波器的设计要求。该滤波器设计方法原理简明,建立模型容易,给出的开关电容模拟电阻的SPICE模型也非常理想,适合于高通、带通、陷波等各种滤波器的设计与仿真。

基于Pro/E的三维机械设计与运动仿真

在机械设计中,尤其是在零件的三维造型和运动仿真方面,计算机辅助设计(CAD)技术已经成为重要的设计工具。Pro/E是CAD/CAM/CAE领域的一种优秀软件,其强大的参数化造型、产品装配和运动仿真与分析等功能已经广泛应用于工业产品设计。

多目的间歇化工过程最优设计——SA/LP算法

提出了具有多条生产路线的多目的间歇化工过程最优设计混合整数非线性规划(MINLP)模型,该模型允许同时设立同步、异步平行单元以及中间储罐,并允许设备尺寸离散变化.在结合模拟退火(SA)和线性规划(LP)的基础上提出了可求解上述MINLP问题的SA/LP算法,该算法结合了SA全局收敛性好和LP可处理连续变量与约束方程的优点.计算表明,上述模型与算法实施简便,得到了文献算例中未得到的全局最优解,且在计算速度、内存占用上都远远优于文献中的方法.

基于离散算法的三维建模技术及其应用

针对目前三维建模领域的现状及存在的一些问题 ,提出了基于离散算法的三维建模技术。从工程应用的角度出发 ,主要讨论了三维实体表面的数据预处理、离散化以及离散网络模型的拓扑关系和交互剖切算法 ,最后利用开放图形连接库OpenGL、ObjectARX、面向对象OOP技术开发了一套矿床三维模型仿真系统。该建模方法克服了传统算法建模数据结构过于复杂 ,交接拼合计算困难 ,难以建立数据之间正确的拓扑关系等局限 ,大大方便和简化了三维模型的建立过程。运行结果表明该三维建模方法操作简单、实用性强 。

三维仿真交互式双臂机器人离线编程系统设计

针对目前双臂机器人编程存在示教操作繁琐、协调模型构建复杂等问题,提出一种基于QT-Coin3D的双臂机器人离线编程系统,目标是生成机械臂的路径并完成双臂协作的仿真。基于DH参数构建双臂机器人的运动学模型,设计一种通用的双臂机器人仿真控制模型;根据双臂协作操作约束的解耦,对机械臂的轨迹进行解析,提出仿真过程的控制算法,实现仿真协调运动;在仿真完成后生成机器人控制指令,实现双臂机器人本体的运动控制。通过仿真实验验证了该系统的可行性。

环丁砜芳烃抽提过程的计算机辅助设计

为了提高环丁砜芳烃抽提过程的设计水平，克服进口软件的局限性，同时也是为引进技术的挖潜革新和实现国产化的需要，针对环丁砜芳烃抽提开展了计算机辅助过程设计的研究工作。进行了萃取塔非平衡级模型的研究与应用，在试验研究的基础上开发了相应的计算机软件ＡＥＳＣＡＤ。软件具有基础数据扎实可靠，流程设计与设备设计相结合的特点，并建立了友好的人机界面。实例分析表明软件能解决工业实际问题，同时也显示了应用非平衡级模型及流程设计与设备设计相结合的重要性。

热风炉辅助设计的仿真模型

研究热风炉提供热风优化控制,要求设计出高效且经济的热风炉,热风炉数向高炉提供稳定高风温。针对热风炉设计要求,合理选择参数,保证系统稳定性。为控制高炉温度的稳定性,提出采用数值仿真方法建立热风炉内燃料燃烧、蓄热室热交换相关的稳态与非稳态热工计算的热风炉全过程仿真模型;仿真蓄放热过程中对格砖的非稳态温度变化可进行热风炉设计参数调整和优化。热风炉工程设计示例的仿真结果表明,反映热风炉对蓄热室格砖温度控制保证了稳定分布,并验证了模型的正确性与适用性,为热风炉辅助设计提供了便捷的工具。

设计模式在客户端无线模拟器中的应用

介绍了软件设计模式的基本概念,着重讲述了应用在客户端无线模拟器中的几种设计模式,开发过程可以表明将设计模式的思想应用到软件的设计开发中,可以提高程序的性能,使软件具有良好结构的同时增加可重用性、可扩展性及可维护性。

基于CAD的战损模拟装备建模技术

该文认为,研究基于CAD的装备战损模拟技术使战损模拟技术深入发展的必然要求,同时就装备编码信息数据库、CAD平台选择、编码信息在CAD平台中的实现、装备三维实体模型等问题进行了阐述,通过射线分析过程,阐述了如何应用转换后得到的CAD数据。

面向多刚体动力学仿真的自动装配技术研究

针对产品设计过程中CAD装配模型向动力学模型转化难题,提出了面向动力学仿真的自动装配技术。面向动力学仿真的自动装配技术由面向动力学仿真的满足自动装配要求的装配关系表达方法和基于CAD的自动装配技术两部分构成。应用该技术生成了某型减速器的装配模型。最后在Inventor中应用装配关系向运动学约束自动转化功能,生成了该减速器的基础动力学模型,在此基础上生成完整的动力学模型,该模型的分析结果与理论计算的结果相符,从而证明了该技术的可行性。