基于STL的斜壁结构支撑及自动生成算法

为进一步降低熔丝沉积成形设备的运行成本,同时提高成形效率,设计一种斜壁结构的支撑,基于STL模型提出并实现其自动生成算法.实验证明该支撑结构与常用直壁结构支撑相比,不仅能够有效辅助零件实体的成形过程,而且能够尽可能地减少支撑材料消耗量和成形时间.算法实用可靠,已成功集成至Power RP软件支撑模块中.     

基于STL模型的表面区域递归拾取算法

针对传统基于立体平面印刷 (STL)文件的三维模型表面区域拾取生成算法速度慢、效率低且不易识别裂缝等非正常情况,提出了一种采用递归搜索的表面区域快速拾取算法.该算法利用模型中所有三角面片构造拓扑信息,通过面片相邻和边重合关系递归搜索,对每个满足条件的三角面片只搜索一次,因此大大提高了生成速度,其算法效率达到O(n);还容易识别出STL文件的裂缝等非正常情况,自动生成三维区域轮廓边界环.该算法已在光固化、选择性烧结快速成形等的支撑生成中得到应用,不仅计算速度得以提高,而且工艺质量大为改善,达到了很好的效果.     

板料渐进成形工艺等高线图生成方法的研究

板料数字化渐进成形工艺可以通过数控渐进成形机床加工出成形极限较大、形状复杂的板材零件,在航空航天、汽车和民用产品的小批量钣金件加工方面具有广泛的应用前景。如何生成成形零件的等高线图是该工艺的关键技术。对板料渐进成形工艺等高线图的生成方法进行了研究,提出一种基于Matlab拟合Bezier曲面并快速生成等高线图的方法。对理论抛物面和飞机翼面的仿真研究表明,提出的等高线图的生成方法,工程精度较高、算法简单。计算速度快,适合在板材数字化渐进成形工艺中推广应用。     

带有孔洞的多边形的布尔运算

鉴于FDM/SLA快速成形中实现支撑自动生成的关键是实现复杂轮廓层之间的布尔运算，提出将复杂的轮廓层之间的布尔运算分解成带有孔洞的多边形之间的布尔运算．提出了一种基于线段和带有孔洞的多边形之间关系的布尔运算算法，并重点讨论了点重合和边重合的特殊情况．     

一种用于激光固化快速成形的低翘曲光敏树脂的研究

针对在激光固化快速成形过程中,树脂的收缩引起零件较大变形的问题,研究制备了一种翘曲混杂型光敏树脂,这种树脂体系结合了自由基和阳离子聚合体系的优点,克服了鎓盐引发环氧阳离子开环光聚合的缺点,其固化速度接近于自由基型光固化速度,而且固化物的力学性能有所提高,用该树脂在激光固化快速成形机上实机制作零件,零件基本没有翘曲变形,这种低翘曲性树脂扩大激光固化快速成形技术在工业产品设计及开发中的应用范围,使制作精度达到了0.2%。     

基于自适应离散标识法的支撑自动生成算法

针对快速成形中支撑生成算法效率较低的问题,提出了一种基于自适应离散标识法的支撑自动生成算法.该算法使用自适应步长形成离散栅格,标识出立体光刻(STL)模型三角面片的投影位于栅格内的面片集合,减少支撑射线与三角面片求交的数量,避免大量无效计算,达到提高支撑生成效率的目的.通过工艺实验验证了此算法生成支撑的正确性及可行性.该算法具有线性时间复杂度,但空间复杂度随着自适应步长的减少略有增加.测试结果显示此算法比优化前的算法效率可提高约20倍,且比快速成形软件Magics-RP的支撑生成速度快,已在实际加工中得到成功应用.     

基于光固化成型的功能零件无模具快速精密铸造工艺

论述了基于光固化成型的功能零件无模具快速精铸新技术,该技术将激光快速成型技术与精密铸造工艺结合起来,特别适宜具有复杂形状的金属功能零件整体制造．在新产品试制和零件的单件小批量生产中,不需复杂工装及模具,可大大提高制造速度,并降低制造成本．通过烟机叶片的制造实例,对这项新技术的工艺过程进行了深入的研究,提出了适用于功能零件无模具精密铸造生产的中空内部支撑光固化原型结构．     

光固化快速成型中零件变形机理的研究

以光固化快速成形过程 的零件变形为研究对象,详细分析了收缩力产生的根源及其作用原理,根据树脂固化时必然产生的收缩及层累加的特点,提出了收缩力、面分布载菏的概念;根据零件在成型过程中结构变化的特点,提出了时变刚度的概念,基于此,建立了零件成型过程中的力学模型,揭示了成型过程中零件变形的本质问题,通过实验研究了零件的变形问题,实验结果证明了理论分析的正确性,由此提出了改进扫描工艺的分区域扫描策略,显著地减小了成型过程中零件的变形,提高了成型零件的精度。     

基于微束等离子焊的快速成形中成形参数的优化

介绍了一种基于微柬等离子焊的直接金属快速成形方法，采用正交试验方法对成形工艺参数对截面宽高比的影响规律进行了研究，并获得了优化的工艺参数．研究结果表明，用宽高比大的成形轨迹制作的零件质量比用宽高比小的成形轨迹制作的零件质量高，而且脉冲电流、送丝速度、占空比、扫描速度和离子气流量对宽高比有显著影响．对采用优化参数制作的零件进行了表面平整度、抗拉强度、延伸率的测试，其测试数据明显优于未经优化参数制作的零件．     

激光直接快速成形金属零件的机理及特征探讨

分析了双组元金属粉末的激光直接快速成形金属零件的机理，阐述了烧结成形过程中的一些基本特征，主要包括翘曲变形、球化效应和裂纹，从理论上探讨了激光参数、工艺参数、材料特性、烧结气氛等对成形件质量的影响．     

有人与无人驾驶车辆交叉口驾驶博弈模型

针对有人与无人驾驶车辆在交叉口存在冲突时的协调控制问题,引入智能网联车辆的设计思想,将交叉口存在交互行为的决策个体建模为博弈中的参与者,以冲突车辆的速度改变方案为博弈策略,构建双方的收益矩阵,而驾驶收益采用行车安全收益、行车效率收益和行车舒适性收益来计算,求解博弈模型的纳什均衡,作为双方的最优驾驶策略组合,完成交叉口多车冲突的协作优化.模型加入驾驶员类型的多样性模拟,基于Matlab对提出的算法进行验证,结果表明无人驾驶车辆会根据对方驾驶员行为调整自身的行为策略,与基于冲突表的协作算法对比,本算法的冲突消解所用时间更短,在确保安全的同时提高了冲突车辆通过路口的效率.      

理想材料零件实体模型自动添加支撑技术研究

在一些RP工艺中,给各种形状的零件添加支撑对于完成零件的制造和保证零件的精度非常重要,但目前尚无很好的自动添加支撑算法能够应用于一般的情况．为此提出两种自动添加支撑算法：曲线追踪法和标志位追踪法．前者主要是在切片前基于追踪得到的采样点利用蒙面法重构支撑面片;而后者则是在切片后通过多边形的布尔运算逐层计算各切层端面的实际轮廓和综合轮廓．这两种算法形成了一种新的自动添加支撑方案．实例证明了这种方案的有效性和便利性．     

风-光-抽水蓄能联合发电系统的优化运行

针对风-光-抽水蓄能联合发电系统各部分出力不佳导致的收益不高问题,通过改进粒子群万有引力混合算法,将混沌算法、惯性权重和改进步长因子引入传统的粒子群万有引力算法,解决传统算法的寻优能力弱、精度不高的问题.将改进后的粒子群万有引力算法应用于实际工程算例当中,优化联合发电系统各部分的出力,进而得到最大经济效益.与粒子群算法、万有引力算法和未改进粒子群万有引力算法对比,结果表明,改进后的算法精度最佳,迭代数最少.优化后的联合发电系统各部分出力,所达到的经济效益最大.     

基于预处理的点到点最短路径计算方法

基于经典的Dijkstra算法,研究采用预处理的点到点最短路径算法。通过引入双向Dijkstra和基于reach的预处理方法形成新的RE算法,并利用C++编程设计算法程序,将新算法应用于交通工程领域。利用EFSS数据结构搭建考虑交叉口和路段延误的交通网络,检验新算法的适用性和效率,结果发现RE算法与Dijkstra算法相比,搜索速度有大幅提升且能保证路径查询的正确性,RE算法在大规模网络上优势更为显著,查询时间约为Dijkstra算法的10%。     

基于复数编码遗传算法的竞争性协进化策略

将基于复数编码的遗传算法引入竞争性协进化的理论研究中,提出一种竞争性协进化的新策略,即:在仿真实验中,采用2个基于神经网络结构控制的移动机器人,并将它们投入到一个陌生的环境中.其中,一个机器人扮演猎手,另一个扮演猎物,猎手对猎物进行捕捉,最终得到每一代的最好猎手机器人和最好猎物机器人以及它们的适应度曲线.在这个竞争性协进化系统中,基于复数编码的遗传算法主要用于对机器人控制系统的神经网络进行进化.计算机仿真结果表明,与基本遗传算法相比,基于复数编码的遗传算法具有更强的进化能力.     

Slice Data Based Support Generation Algorithm for Fused Deposition Modeling

This paper presents a robust algorithm to generate support for fused deposition modeling (FDM). Since many flaws appear in most stereo lithography (STL) models, this algorithm utilizes slice data as input. A top-down approach was used to calculate the support slice layer by layer. The generation algorithm was described in detail including the slice grouping, oriental bounding box (OBB) calculation, offsetting, and Boolean operations. Several cases are given to validate the efficiency and robustness of the procedure. The algorithm provides necessary support not only for hanging surface but also for hanging vertexes and edges with O(n) time complexity, where n is the number of layers. The algorithm fully utilizes the parts' self-support ability and reduces support volume to the maximum extent. This slice data based algorithm has the same efficiency as the STL based algorithm but is more stable, which significantly enhances the robustness of the support generation process.     

我国古代的屯垦戍边思想及文献述略

纵观历朝各代在新疆的屯田活动,发现新疆的屯田事业受政治环境、各王朝国力强弱及其治边政策等诸多因素的影响,论述了古代屯垦戍边思想及文献,总结了新疆屯垦戍边的特点。     

一种基于种群熵估计的自适应遗传算法

为获得运行过程中对搜索空间勘探和开采的平衡 ,该文提出了一种基于种群熵估计的参数自适应遗传算法。该算法每一进化代的新种群由保留、繁殖和随机 3部分子种群组成 ,其数量则由相应的参数进行控制。通过引入种群熵的概念对种群内个体的多样性进行度量并使用一种简单的方法对其进行估计以确定各控制参数 ,该算法实现了参数的自适应调节。试验结果表明该算法能够有效协调勘探和开采 ,在处理复杂问题时表现出较高的性能     

基于多智能体的城市环道交通信号控制算法

针对城市环道交通信号控制问题,利用多智能体系统自主性、分布性、协调性、主动学习等特性,提出基于多智能体的环道交叉口绿波协调方法,将每个环道交叉口都看作一个智能体,相邻智能体间能够进行信息的互通交流,利用智能体系统记忆存储以及推理学习能力,对环道上的多个交叉口进行绿波协调优化,从算法模型与参数描述、协调方式的相位选择策略等角度对所提算法进行描述和推导,并通过实验仿真验证了所提的算法的有效性.     

快速成型制造中的工艺支撑自动生成技术

提出了快速成型制造中的两工艺支撑新形式（向下特征支撑和局部支撑）。针对向下特征支撑形式，提出并实现了基于一维几何元素集合运算的支撑自动生成算法；针对局部支撑形式，提出并实现了基于STL(Stereolithograhy)模型三角面片拓扑分析与空间运算的支撑自动生成算法。结合SL(Stereo Lithography)工艺，进行了带支撑零件的成型。工艺实验证明，提出的工艺支撑自动生成技术不仅可自动地对STL模型添加合理的工艺支撑，而且可实现切片操作和扫描数据生成的融合。该技术可明显提高快速成型系统的加工效率与集成度，同时又降低系统的成本。