基于深度剥离的三维打印模型朝向优化算法

为了提高三维打印产品表面质量且有效节省材料,提出一种面向熔融挤压式三维打印机的模型朝向优化算法.该算法基于深度剥离技术,以打印朝向为自变量构建模型悬空面积及其支撑结构体积的双目标优化函数;利用模式搜索方法设计一个两步走的优化方案来确定最优的打印朝向.实验结果表明,利用深度剥离技术能够较为准确、高效地检测出打印模型悬空区域,并计算出相应的悬空面积和支撑体积;设计的优化方案也能够根据双目标的权重比确定一个较优的打印朝向,不但减少了支撑结构与模型表面的接触范围,还能降低支撑结构的体积.文中算法在提高模型表面质量以及减少支撑结构的材料消耗两方面具有优势.

一次超级单体雹暴观测分析和成雹区识别研究

利用多普勒雷达资料,结合探空和常规资料,对2 0 1 1年4月1 7日一次超级单体雹暴的流场和回波结构演变特征进行了详细研究,主要结果:该雹暴是在条件性不稳定和垂直风切变较大的环境条件下产生的右移风暴。雹云初生发展阶段,垂直剖面显示逐渐形成有组织化的斜上升气流促进雹云发展。成熟降雹阶段,雹云内形成一支强的斜上升气流和深厚的中气旋,主上升气流对应雹云的弱回波区。雹云维持典型的弱回波区—悬挂回波—回波墙特征结构。根据雷达径向速度和雹云移速订正得出的"零线"演变发现,随着雹云的发展,"零线"逐渐向悬挂回波靠近,并穿过悬挂回波,"零线"的走向为上翘式,附近"穴道"的汇集力较强,有利于降雹。通过对"零线"位置的判断可分析有利成雹的区域。根据高低空两层强回波的水平错位,利用两高度强中心连线所作剖面能快速准确得出特征剖面,并将0°C层以上6 k m高度处降雹潜势达到1 0 0%的4 5 d B Z的区域识别为成雹区,与降雹实况对比发现识别效果良好。

盐穴地下储气库水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究

针对建设盐穴地下储气库在实施单井油垫法水溶造腔过程中经常出现的造腔管柱破损和失稳问题,开展了水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究,结合现场调研和理论分析结果,揭示出管柱抗弯刚度、悬伸长度及过流面积等是影响管柱动力稳定性的关键参数。据此设计出悬臂管动力失稳物理模型试验装置,开展了水溶造腔管柱磨损和动力失稳的试验研究。试验中观察到5种力学响应现象:(1)水锤现象;(2)静力屈曲;(3)混沌运动;(4)"类悬臂管"受迫振动;(5)不同端部条件影响现象。试验结果表明,引起水溶造腔管柱液—固耦合失稳现象的主要原因包括:(1)造腔水流的波动性易引起水锤和受迫振动现象,超长的受限空间悬臂结构管柱易"放大"这种现象;(2)过大的造腔注水流量可能引起造腔管柱发生静力屈曲或混沌运动;(3)造腔管柱结构和力学特性对造腔管柱系统的稳定性和安全性有着重要影响。

悬挑板在山区悬崖高陡边坡路段路基加宽中的应用

以四川省安县雎水镇至高川乡三级路改扩建工程为实例,详细介绍了悬挑板在山区悬崖高陡边坡路段路基加宽中的应用,对同类型地形、地质条件下的工程具有实际参考意义。

悬空区域侧损失双层次智能改善方法

形状复杂的零件采用3D打印时通常存在悬空区域,悬空区域侧面成型后几何误差,即侧损失,往往非常明显,严重影响悬空区域及其零件的成型精度。为此,提出一种悬空区域侧损失双层次智能改善方法。首先,基于田口法设计了取不同关键设计参数和打印参数的一系列实验,并用所设计的测量方法测取打印的倒“L”形零件的侧损失样本数据。其次,针对倒“L”形零件悬空区域支撑结构迥异的两侧(即悬空侧和非悬空侧)构造了两类侧损失预测网络,可准确预测各尺寸下倒“L”形零件悬空区域两侧成型后的几何误差。再次,以悬空区域两侧的侧损失最小为目标,构造了单目标多变量非线性规划问题,得到优化的侧损失预测值及对应的工艺参数值。最后,依据侧损失预测值对悬空区域两侧实施反向几何偏移补偿,并用优化的工艺参数值进行打印,实现了对悬空区域侧损失的双层次智能改善。基于熔融沉积技术,用训练集以外的倒“L”形零件进行实验,验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法适用于悬空区域且具有显著改善悬空区域侧损失的巨大潜力。

悬空区域底面高精度成形的关键打印参数优化

为了提高3D打印中悬空区域底面的成形精度,提出一种面向悬空区域底面高精度成形的关键打印工艺参数智能优化方法。首先,获取典型几何形状(平面和圆柱面)的悬空区域底面成形后的精度;然后,根据获取的数据,构建人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN),建立悬空区域底面成形精度与关键工艺参数之间关联;最后,融合构建的ANN和多目标优化方法,确定一组或若干组关键打印工艺参数,既能覆盖产品模型上所有的悬空区域底面,又能得到更高的成形精度。实验结果表明,使用该方法优化的工艺参数进行打印,悬空区域底面的成形精度均优于默认打印参数。

水力压裂切顶卸压技术研究

为解决三交河煤矿10-201回采工作面上、下隅角悬顶面积过大及邻近10-203 2巷掘进期间的支护难题,采用水力压裂切顶卸压技术对10-201 1巷上方顶板进行切顶卸压并工业性试验。结果表明,水力压裂切顶卸压技术能够有效解决回采工作面上、下隅角悬顶面积问题,同时降低邻近采空区掘进工作面的支护强度,提高了矿井资源回收率,为下一步矿井小煤柱开采及沿空掘巷积累经验。

水压致裂技术在综放工作面初采顶板管理中的应用

以尹家沟煤业38012综放工作面初采顶板管理为背景,通过采用水压致裂技术成功避免了因大面积悬顶对工作面安全生产造成的影响。现场窥视结果表明,顶板采用水压致裂后,岩层内部产生多条轴向及径向裂缝,破坏了岩层稳定性;通过矿压监测,实施水压致裂技术后工作面初次来压步距减小了12.4 m,初次来压期间工作面平均工作阻力减小了198 kN,取得了良好的应用效果。

工作面深孔预裂爆破技术

对深孔预裂爆破技术在赵固一矿的应用效果进行了考察,验证了该技术在薄基岩下开采中降低了初次来压强度,避免了工作面大面积受压,保证了工作面的设备不受损坏和工人的人身安全,提高了工作效率。