The influence of joint geometric parameters on shape factor of butt joint with center through crack

In this research, the influence of such joint geometric parameters as weld width and reinforcement on shape ~actor of butt joint with center crack subjected to static loading was investigated by finite element analyses method. According to the analytical resuhs, a well fracture resistant joint shape of butt joint with center crack has been approved.

几何拓扑与数智建造“林盘云眼”成都大邑乡村邻里中心设计

成都市大邑县的“林盘云眼”乡村邻里中心作为山体、林盘的延续,和周边乡村地景融为一体,无疑在当地文脉与在地性的延续上具有代表性。建筑以计算几何的拓扑形态作为找形手段,以在地材料的数字建构作为场地分析的延伸,以建筑智能建造技术为实现手段,在数智时代,力求诠释乡村建筑对传统与现代、自然与人文、乡土与科技的意义反馈,探索乡村本土的数智发展的新思路。

基于栅格节距中心峰值检测的扫描探针显微镜校准方法

为了解决扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope,SPM)现有校准方法复杂程度高且存在局限性的问题,提出了一种基于二维标准微尺度正交栅格的SPM校准方法,通过对扫描获取的栅格图像进行互相关/卷积(Cross-correlation/Convolution,CC)滤波,实现对栅距中心坐标的峰值检测。校准的运动几何误差包括x轴和y轴位置偏差Δ_(x)和Δ_(y)、沿x轴和y轴扫描的直线度偏差δy和δx以及两轴之间的正交性偏差γ_(xy)。根据x轴和y轴扫描像素数、扫描范围、标准栅格计量检定节距平均值、栅距平均值计算得出校准因子C_(x)和C_(y)。采用标称节距为10μm的正交栅格样板对原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)进行校准实验,结果显示C_(x)和C_(y)分别为0.925和1.050,γ_(xy)为0.015°,该台AFM的校准扩展不确定度为0.33μm(k=2.56)。研究成果对于推动SPM校准标准文件的具体实施和执行具有积极意义,并为SPM仪器研制及性能评估提供了技术参考。

基于行政和几何中心的山区聚落空间结构对比: 以岷江上游为例

为了优化山区聚落空间格局与合理规划国土空间,进一步推进乡村振兴的进程,探究山区聚落的空间结构特征是重要目标之一。以岷江上游山区聚落为研究对象,基于城市位序-规模原理、聚集维数和关联维数方法对岷江上游聚落行政和聚落几何中心的空间结构特征进行分析和对比,并总结其造成误差的原因。结果表明:岷江上游首位分布城镇体系结构特征明显,县域人口的累积百分比曲线符合位序-规模的特征。岷江上游聚落空间结构分形特征显著,受经济因素的重要影响,聚落在空间上聚集分布,并以各首位城镇为中心向周边逐渐衰减。岷江上游关联维数和牛鸦维数比所揭示的城镇相互作用强度和交通通达性特征与实际情况一致。行政中心造成的误差与研究区平均海拔关系密切,聚落行政中心在平均海拔高的区域相对几何中心的偏离较大,应重视其偏离对研究结果的影响。

基于对称性评价的曲线对称中心拟合算法

在缺乏形状先验信息的前提下,对有噪声干扰的一维图像(灰度曲线)进行中心位置估计是机器视觉测量中的关键问题之一。以曲线与其镜像的匹配误差作为对称性评价函数,提出一种对称中心拟合算法,并采用最小二乘法计算最佳匹配点作为对称中心。该算法在使用中需要迭代计算,并可能收敛至错误的位置,通过对迭代初始值选取可能产生的局部收敛进行分析,证明了局部极值点仅可能出现在真值相邻的半像素之内,就此提出了收敛点验证策略,解决了错误收敛的问题。通过仿真模拟与实例,验证了对称中心拟合算法在各种干扰下的稳健性,在强噪声干扰下,灰度质心法的位置变化量达到了数十甚至上百像素,而对称中心拟合算法的位置变化量均方根值仍能保持在1像素左右,在其他噪声条件下,对称中心拟合算法的表现也远优于灰度质心法。

基于综合平差的弧形闸门几何公差分析模型

孔口中心线是弧形闸门安装、故障诊断的几何基础,但在工程上常面临不易保存、难以复现的难题。对此,综合各埋件与孔口中心线的几何关系,基于附有参数的条件平差理论,实现了孔口中心线的准确求解;并根据弧形闸门的空间结构,建立了坐标维度具备工程含义的几何公差分析坐标系,由此提出了一种基于综合平差的弧形闸门几何公差分析模型。理论和工程实践表明,该模型可准确复现孔口中心线,并直观、高效地分析各埋件的几何公差,具有极强的工程价值和研究意义。

量子自旋调控的微位移检测系统设计与测量

以氮空位(NV)色心磁强计为基础,量子自旋调控为技术手段,结合空间梯度磁场的均匀变化,实现基于固态量子自旋的高精度微位移检测。首先,通过永磁体构建均匀变化的梯度磁场,并获得梯度磁场与位移的关联关系;其次,搭建量子自旋调控系统,并通过光探测磁共振(ODMR)确定自旋共振频点,利用拉比振荡(Rabi)确定量子调控翻转周期,完成拉姆齐(Ramsey)序列参数的测定;最后,基于Ramsey磁场测量原理,完成Ramsey所对应的荧光强度与磁场梯度变化的测试,进而实现微位移的高分辨测量,位移的最小可分辨力约为104 nm。

五轴加工中心加工精度提升关键技术研究

五轴加工中心具有加工精度高、效率高、便于维护等优点,其作为工业母机在高精尖技术领域被广泛使用。以RRTTT类型五轴加工中心为例,建立平动轴几何误差体积精度模型和误差敏感项,分析了提升五轴加工中心加工精度的方法。首先对刀位点沿平动轴移动时所产生的几何误差进行分析;然后通过坐标变换理论推导出几何误差齐次坐标变换矩阵表达式;之后建立五轴加工中心平动轴几何误差体积精度模型;最后结合五轴加工中心几何误差实验测量数据,通过仿真分析体积精度与刀位点位置之间的关系,确定五轴加工中心刀位点加工精度相对较高的区域,并通过体积精度对几何误差进行敏感性分析,确定了对五轴加工中心加工精度影响最大的误差敏感项。通过对平动轴几何误差体积精度建模和误差敏感项分析,有效提升了五轴加工中心的加工精度。

五轴加工中心误差分析综述

五轴加工中心具备高效率及高精度的优异性能,在超精密加工制造中被广泛应用,分析其存在的误差类型与误差补偿方法极其重要。为此,通过分析近年来国内外五轴加工中心误差的测量方法及五轴加工中心误差研究状况,包括对几何误差、热变形误差、动态误差三者的分析和补偿,建议进一步加强综合误差模型基础研究和高质量实际运用成果的产出,提高成果转化及扩散,以促进我国超精密零件加工制造技术的提升。

数据中心一体化风侧间接蒸发冷却空调系统的研究综述

作为数据中心新型冷却方案,一体化风侧间接蒸发冷却空调系统充分利用水分蒸发对室外冷源降温,延长自然冷源利用时长,并有效协同机械制冷减少电能的消耗,具有广泛的应用前景。文章从结构形式、运行模式切换及控制、建模及适用性三方面出发,对文献中的数据和结论进行归纳,并提出未来可关注的优化方向。目前,一体化机组的计算模型主要依据简化经验公式和额定湿球效率,缺少与机械制冷循环的复合系统模型;所采用基于静态阈值的运行模式切换方法未充分考虑机组能效、机房温度等动态变化的影响;风机、喷淋水泵和补冷压缩机所采用的分级调控策略难以对风侧和水侧进行协同控制,无法充分实现自然和机械冷源的耦合优化。

地板下送风方式和几何参数对数据中心热性能的影响

数据中心室内热环境取决于送风气流分布,而送风系统的几何结构会显著影响送风气流分布。本文对比了4种常用的送风方式,即冷/热通道开放式系统、热通道封闭式系统、机架下送风系统和冷通道封闭式系统。对于每种送风方式,研究了静压箱高度、穿孔率、挡板位置和挡板角度等几何因素对数据中心气流组织的影响。利用ANSYS Fluent建立了288个不同送风方式和配置的CRAC模型。利用SmartAisle^(TM)冷通道封闭系统的温度测量数据对模型进行了验证。对比了平均机架温度、平均热点温度以及热性能评价系数和回风温度指数。结果表明:在一定范围内增加静压箱高度或降低穿孔率均有助于提高热性能。分析室内截面温度云图和相关评价指标得出,在冷通道封闭情况下总体性能最佳。最后,在冷通道封闭系统模型中对比了采用V型和Λ型挡板时各因素的影响,得到采用V型和Λ型挡板时的最佳穿孔率均为20%,而最佳静压高度分别为0.5 m和0.6 m。总体而言,V型挡板比Λ型挡板温度分布更为均匀。

基于法线引导的激光中心线提取方法

在线结构光三维测量系统中,高精度激光条纹中心线提取是提高测量精度的关键。针对现有激光中心线存在提取精度不高、保留细节差等问题,提出了一种基于法线引导的激光中心线提取算法。该算法具体实现步骤为:首先,对图像进行预处理,结合边缘检测和几何中心法对激光线初步提取;然后,用主成分分析法(principal component analysis,PCA)求取其法线,在激光中心点处划分角度八邻域,通过法线角度引导搜寻有效点集;最后,利用灰度重心法对点集进行亚像素提取。实验结果表明:该算法均方根误差与灰度重心法相比提高了0.233 9像素,比Steger算法、方向模板法更好地保留了光条细节,可以更精确地提取光条中心,达到亚像素级的精度。

基于几何约束的GNSS接收机天线相位中心偏差测量方法研究

分析了GNSS接收机天线相位中心与几何中心间的关系,提出了一种基于几何约束的GNSS接收机天线相位中心偏差的测量方法。通过2台或多台天线组合测量,利用天线几何中心在东北天坐标系下的已知坐标,仅需2个观测时段即可解算所有天线的相位中心水平偏差和相对垂直偏差。使用扼流圈天线进行不同观测时段长的相位中心稳定性分析实验;在不同天线组合、不同天线位置条件下,对相位中心偏差进行测量实验。实验结果表明:高精度的GNSS接收机天线相位中心偏差测量的观测时段长为24 h,天线的相位中心水平偏差重复性≤0.13 mm,相对垂直偏差重复性为0.67 mm。

黄河流域上中游地区土地利用变化的降水效应

土地利用变化影响着流域的降水过程,确定土地利用和降水的关系有利于指导区域空间规划,构建区域生态安全。研究利用土地利用时空转移矩阵和标准差椭圆分析方法,对1985—2015年的土地利用数据和8 km降水数据进行详尽分析。结果表明,1985—2015年黄河流域上中游地区耕地和湿地面积呈下降趋势,森林、不透水地面和草地面积呈上升趋势;年均降水量呈上升趋势,一年四季降水呈分异趋势。利用GIS绘制的7月最大降水量中心标准椭圆呈从大到小的变化趋势,表明降水呈集中化趋势;不透水地面几何中心分布呈现较好的线性关系,但7月降水中心线性关系不明显。土地利用和降水的相关系数表明,影响降水的土地利用类型的重要性排序依次为湿地>荒地>不透水地面>森林>草地>耕地>雪/冰>水体>灌木林。

非对称薄壁箱形截面的扭转几何特性研究

为了揭示顶板单向横坡对薄壁箱形截面扭转几何特性的影响,推导了顶板为倾斜布置的非对称薄壁箱形截面扭转中心位置、主扇性坐标及主扇性惯性矩的实用计算公式。运用推导的实用公式并结合数值算例,比较顶板倾斜布置和水平布置对截面扭转几何特性的影响,并分析了顶板横坡、箱室高宽比及悬臂板宽度变化对扭转几何特性的影响规律。研究表明,本文计算值与有限元软件ANSYS中截面特性计算结果吻合很好;当不考虑顶板横坡时,对扭转中心横向位置及高腹板与底板交点处的主扇性坐标影响显著;当箱室高宽比小于0.65时,其变化对扭转中心的横向位置有显著影响;主扇性惯性矩随顶板横坡的增大而减小,随悬臂板宽度及箱室高宽比的增大而增大。

立加机床主轴轴线几何精度优化

为了提高立式加工中心主轴轴线的几何精度,提出一种结构补偿方案,即对整机进行有限元分析,获得装配后主轴轴线的几何误差,通过调整立柱预倾角、主轴箱与立柱导轨之间的包容比尺寸,达到减小主轴轴线和X、Y轴线运动间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差的目的。以某型号立式加工中心为例,将立柱底部结合面斜度以及主轴箱包容比尺寸作为设计变量,采用拉丁超立方抽样方法选取样本点,根据样本点数据构建主轴轴线几何精度响应面函数模型,利用多目标遗传算法进行寻优。结果表明,采用优化后的设计方案,主轴轴线对于X、Y轴线间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差均有所减小,达到优化目的。

探析基于几何中心孔工艺的曲轴加工动平衡优化方法

围绕汽车发动机曲轴加工动平衡展开研究,对汽车发动机曲轴动平衡状态进行参数,结合汽车发动机曲轴几何中心孔工艺实际情况提出动平衡问题,在此基础上,根据几何中心孔工艺探究曲轴加工动平衡优化方式,明确乘用车发动机曲轴加工动平衡修正原理,提出Excel动平衡修正方法,可视化、图形化呈现可修正的动平衡工序,编写几何中心孔补偿量自动化计算公式,通过优化曲轴加工动平衡方法而完善曲轴生产线,推动汽车产业稳定发展。

数据中心风墙技术应用研究进展

介绍了数据中心风墙的常见架构,给出了数据中心气流组织的应用研究方法及部分常用评价指标。从送风距离、适用热密度及空间几何结构3方面对风墙在数据中心的应用研究进行了综述,结果表明风墙气流组织具有良好的热密度适用能力,适应绝大部分数据中心的送风距离应用场景,通过空间几何结构的细节调整可进一步优化性能。提出了风墙气流组织进一步的应用研究方向,并对其在数据中心的应用前景进行了展望。

灰度图像质心快速算法

对矩因子xpyq 做差分变换为函数F1( ) ,将图像函数f(x ,y)做累进求和变换为函数F2 ( ) 用F1( )和F2 ( )相乘求取质心 由于 0阶和 1阶矩因子中的 p ,q不大于 1,经差分后的F1( )除右端点外 ,其值都为 1,乘 1的运算当然可以不做 ,从而消去了乘法运算 对任意大小和任意级别的灰度图像 ,乘除法运算次数仅为 3次 ,而加法运算次数也有降低 文中算法计算结果精确 。

加工中心的几何误差和热误差综合补偿模型

本文将齐次坐标变换理论结合刀具与工件联结链矢量概念建立了加工中心误差运动综合补偿模型。此模型不但包含了三轴加工中心的几何误差而且还包含了热误差的共计 35个误差元素。使用此模型的补偿加工大幅度地提高了加工中心的加工精度。