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。     

十字激光线扫描立体匹配算法

为研究相交曲线的立体匹配方法,提出了一种基于十字激光的手持式扫描系统的立体匹配算法.该系统首先通过激光发射器投射的十字激光线对被测物体进行扫描,然后通过计算机处理投射激光线图像,从而获得问题的三维信息.为实现在世界坐标系下对扫描的刚体转换进行估计.利用八点算法求出两个相机之间的基本矩阵,再求出十字激光线上的对应匹配点,最后利用三角原理和曲面微分几何的相关知识对十字激光线进行三维提取.经实验验证,该算法有效地解决了匹配点求取错乱的问题,提高十字激光条纹的匹配效率.     

功能梯度材料零件层片路径扫描算法

提出了一种用于加工功能梯度材料零件的路径扫描算法.首先将功能梯度材料零件进行分层处理,把每一层片内连续分布的材料离散为若干个材料均匀分布的子区域,再对每个子区域分别加工从而实现一定精度要求下功能梯度材料零件的加工制造.给出了路径规划实例,验证了路径扫描算法的正确性.     

大地测量学实用计算软件编制

本文主要内容分为两个方面：一是同一坐标系统下不同坐标之间的相互换算;二是不同坐标系统之间的相互转换。深入研究了WGS-84、54北京、西安80三种坐标系统间的高斯平面坐标与大地坐标间的转换模型和算法,并用VB程序设计语言实现了这些模型和算法。     

刀具扫描体与曲面法矢求交新算法

提出一种实现刀具扫描体与曲面矢量求交的有效算法．将扫描体与复杂曲面法矢的求交问题,转化为三角网格与有向线段之间的求交计算．建立此两者求交计算的求交子集．减少以往算法中不必要的求交计算．提高算法的效率．文中同时给出．基于该算法的整体叶轮叶片复杂曲面加工的应用实例．     

二次椭圆-偏心正圆组合活塞裙部加工算法优化及轨迹点计算

二次椭圆-偏心正圆活塞在车用活塞领域得到了越来越广泛的应用,但加工精度普遍较低.详细介绍了二次椭圆-偏心正圆活塞的形状特征,并建立二次椭圆-偏心正圆活塞的数学模型.为了提高此类活塞的加工精度,运用变截面螺旋线轨迹算法,在此基础上,通过MATLAB生成二次椭圆-偏心正圆活塞的加工轨迹点坐标.     

五坐标数控铣削加工刀具扫描体的求解

建立了一种通用的刀具模型.在通用刀具模型的基础上,提出了一种求解五坐标数控铣削加工刀具扫描体的新方法.首先利用包络理论计算刀具扫描包络面在每个刀位点处的特征线方程,然后沿着特征线进行离散化获得一系列数据点,再用这些数据点构建B样条曲线组,此时特征线组和B样条曲线组所围成的空间网格即为最终的刀具扫描体.最后通过实例验证了本文所涉及到的刀具扫描体求解的正确性.     

曲面加工刀具轨迹的仿真技术研究

本文针对数控铣削加工中刀具的走刀轨迹进行研究,对毛坯体建模时,采用的是三角面片离散法,实现了3轴数控铣床实体切削加工时离散矢量与刀具扫描体的几何求交算法,建立了铣削运动模型,通过不断更新毛坯数据信息来模拟刀具的切削过程,从而生成加工轨迹和走刀路径。以Visual C＋＋6．0为编程环境,用OpenGL作为图形开发工具,动态仿真刀具加工曲面的加工轨迹和走刀路径。     

二值图像连通域标记优化算法

在分析现有二值图像像素扫描连通域标记算法的基础上,提出像素扫描连通域标记优化算法。本算法具有速度快,算法简单,易于实现的特点,仅需两次扫描,即可实现像素的多目标标记。本算法将背景也作为目标加以标记,分两步扫描图像和临时连通域标号矩阵完成连通域的标记和合并,采用顺序存储结构存储和处理等价标号,算法速度快,节约内存。     

基于DSP雷达屏幕显示的快速实现

介绍了嵌入式船载导航雷达系统的体系结构.描述了该雷达系统中的数据采集、数据压缩、坐标转换及屏幕显示方法.结合数字信号处理器的特性,系统对算法进行了优化,用快速直接存储操作和并行流水汇编程序实现了坐标变换算法,满足了系统的高度实时性要求.     

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.     

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.     

确定天然河流纵向离散系数的有限差分单纯形法

针对在确定纵向离散系数的示踪试验中解析法难以适用于天然非均匀河流的不足,提出了采用有限差分法结合Nelder-Mead单纯形法的参数识别算法(FDM-NMS)来反演天然河流的水质参数。以纵向离散系数反演为例,利用该算法重点探讨了初值选取、观测噪声、离散河段数等因素对参数识别结果的影响,结合恒定流和非恒定流2个算例验证了该方法的可靠性。计算结果表明,采用FDM-NMS算法当噪声水平≤10%、离散河段数≤10时能给出较好的参数识别结果,算法具有良好的抗噪性。     

离散元-有限差分耦合法在铁路有砟道床研究中的应用

将离散元-有限差分耦合算法引入铁路有砟道床结构的力学分析中.通过激光扫描法建立了基于真实道砟颗粒外形的离散单元数值模型,以此对由碎石道砟所组成的散体道床进行精细化模拟;采用有限差分法对连续介质的轨枕及轨下路基基础进行仿真.通过在层间结构边界处设置虚拟耦合过渡层,并将力和位移作为媒介物理量于一个时间步内在两种程序之间进行交互迭代的方式实现了两种数值分析方法的动态耦合.在此基础上建立了轨枕-散体道床-路基的离散元-有限差分耦合数值模型.并通过现场实测结果验证了模型的正确性.     

阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果影响的数值研究

采用数值方法,研究了阻尼器支架刚度对悬索桥吊索减振效果的影响.首先,将阻尼器支架简化为弹簧振子模型,建立了吊索-阻尼器-支架系统的自由振动偏微分方程组.其次,对不连续的狄拉克函数进行近似处理,采用有限差分方法对该方程进行数值离散求解,研究了阻尼器支架刚度对无量纲阻尼比曲线、可实现的最优阻尼比及其对应的最优阻尼系数等的影响,研究了阻尼器支架模态质量的影响,并与相关文献结果进行比较.研究结果表明,随着阻尼器支架刚度的减小,能实现的最优阻尼比减小,对应的最优阻尼系数也减小,会影响阻尼器效率;另外,各阶模态的无量纲阻尼比曲线不一致,不能采用统一的无量纲阻尼比曲线来设计阻尼器参数;阻尼器支架的模态质量对阻尼器效率影响很小.     

有限差分法在铸造应力场模拟中的应用

基于单向热-力耦合模型,用有限差分法(FDM)进行温度场模拟,将所求得的温度结果作为体载荷施加到应力分析的三维模型中,采用不同差分格式对控制方程进行离散,计算应力应变,开发出FDM/FDM铸件热应力场数值模拟系统.该系统使得铸造应力应变分析与传热分析使用同一FD网格模型,避免了采用不同模型进行热-力耦合分析时的结点匹配问题,减小由此产生的单元温度载荷传递误差.采用实际铸件进行了浇注实验和残余应力测试试验,模拟结果与实际情况一致,表明FDM可以用来模拟铸件残余应力的形成和预测热裂产生的倾向.     

A Study of Melt Flow Analysis of an ABS-Iron Composite in Fused Deposition Modelling Process

Fused deposition modelling (FDM) is a filament based rapid prototyping system which offers the possibility of introducing new composite material for the FDM process as long as the new material can be made in feedstock filament form. Swinburne has been undertaking extensive research in development of new composite materials involving acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and other materials including metals. In order to predict the behaviour of new ABS based composite materials in the course of FDM process, it is necessary to investigate the flow of the composite material in liquefier head. No such study is available considering the geometry of the liquefier head. This paper presents 2-D and 3-D numerical analysis of melt flow behaviour of a representative ABS-iron composite through the 90-degree bent tube of the liquefier head of the fused deposition modelling process using ANSYS FLOTRAN and CFX finite element packages. Main flow parameters including temperature, velocity, and pressure drop have been investigated. Filaments of the filled ABS have been fabricated and characterized to verify the possibility of prototyping using the new material on the current FDM machine. Results provide promising information in developing the melt flow modelling of metal-plastic composites and in optimising the FDM parameters for better part quality with such composites.     

多层超软土大变形固结的有限差分解

对一维大变形固结方程及固结系数进行了讨论，在此基础上建立了以位移为控制变量物质描述下单向大变形固结方程的有限差分法方程，对其初始条件和边界条件进行有限差分离散，对不同超软土层间的边界进行连续性处理，最后形成了多层超软土大变形固结有限差分解的非线性方程组，并对其采用迭代法求解，在此基础上编制调试了计算程序LSCFDM作算例分析，得到与实测数据相一致的结果。     

基于粒子群优化算法的支持向量机研究

基于粒子群优化算法提出了一种通过优化支持向量机模型参数,建立更佳的支持向量机数学模型的方法. 针对双螺旋分类问题,分别利用基于粒子群优化算法所建立的支持向量机分类器和标准支持向量机分类器进行了仿真实验,利用所建立的评价体系对仿真实验所获得的实验数据进行了评估,评估结果表明基于粒子群优化算法的支持向量机分类器明显优于标准支持向量机分类器,其分类结果表明基于粒子群优化算法的支持向量机分类器提高了分类结果的准确性,同时也验证了基于粒子群优化算法的支持向量机分类器在数据分类中的有效性.      

直线法结合有限差分法计算多层多导体传输线电容和电感矩阵

本文首次将直线法和有限差分法结合起来,用于计算多层介质多导体传输线的电容和电感矩阵.通过在纯介质区域使用直线法,导体所在区域使用有限差分法分别进行求解,充分发挥两种方法各自的优越性.数值结果表明:方法是有效的,且计算时间与介质层的厚度无关.