一种新的植物枝条弯曲生成算法

枝条弯曲模拟对于形象地绘制模特图形很重要。从计算机图形学的角度出发,提出了一种计算枝条弯曲形状的简易力学模型,实现了基于“双尺度自动机模型”的枝条弯曲算法。该算法虽然所需参数少,但能有效地生成自然逼真的枝条弯曲形状,并且能反映植物在生长中枝条的动态弯曲过程。文中通过几个枝条弯曲的例子验证了算法的有效性。     

基于改进L系统的树木模拟技术

分析了L系统的文法系统和树木枝条的力学模型,将改进的L系统与枝条力学模型相结合,模拟了重力和趋向性对于树木枝条形状的影响,通过visual studio8对算法进行实现,更为有效的生成了自然逼真的三维树木。     

基于分形生成图的树木几何建模方法

利用树木的形态结构特征,采取分形迭代系统构建树木的整体结构形态.用分形元和生成图技术对树木三维形态数据进行抽象分析和记录,并用参数化曲线模拟树木枝条的自然弯曲状态以及在弯曲过程中枝条半径的变化,以实现树木形态结构的三维可视化.     

模拟裂纹的弯曲弹簧模型比较

合适的裂纹模型模拟能够真实反映梁裂纹的力学机理.首先分析了4种模拟裂纹的弯曲弹簧模型,然后以自由梁为例计算了4种弯曲弹簧模型下的固有频率值,并与实验结果进行对比.分析了4种弯曲弹簧模型模拟裂纹损伤的相对误差,结果表明,4种裂纹模型均可靠,能很好地模拟梁的裂纹损伤.弯曲弹簧模型III模拟裂纹的相对误差最小,建议采用此弹簧模型模拟裂纹损伤.     

基于三维离散元法的沥青混合料断裂过程模拟

为了从材料细观结构角度研究沥青混凝土的断裂机理,运用离散元程序PFC3D内的"Fish"语言,采用多球相互重叠的方法描述粗集料颗粒的空间不规则形状,结合集料颗粒的随机投放算法和离散元的空隙处理方法,建立了沥青混凝土小梁试件的三维离散元模型;通过室内沥青砂浆单轴压缩试验和劈裂试验,并结合宏观性能与微观力学参数的转化关系,获得了用于离散元模拟的各类微观参数;采用三维离散元程序PFC3D,进行了-10℃和15℃条件下小梁中点弯曲断裂试验的离散元模拟,获得了弯曲断裂曲线;采用与混合料三维离散元结构相同沥青用量、空隙率和级配在室内成型了沥青混合料的小梁试件,并获得了室内实测断裂曲线.研究结果表明:所建立的离散元模型可以充分考虑集料颗粒的不规则形状、集料级配特征和空隙大小;三维离散元方法可以较好地模拟沥青混合料弯曲断裂过程中裂纹起始和扩展的现象,模拟结果与室内实测结果基本相当;三维离散元模拟可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段.     

任意弯管内二元分离流数值模拟

本文利用有限控制体法对一个任意弯曲形状管道内的气流流动进行了数值模拟.其复杂的管内紊流用k-ε模型进行模化.计算得到了整个管道的气流流动结果,为进一步的理论分析及其计算提供了良好的基础。     

植物叶片粗枝网络结构多工况模拟分析

采集三种新鲜植物叶片标本,通过拍照式三坐标测量仪获取植物叶片的坐标数据点云,在ANSYS中建立叶片的粗枝网络模型;并以三种植物叶片的粗枝网络模型为研究对象,对叶片在自然环境中受雨、风等载荷影响进行数值模拟.总结了植物叶片受载时应力分布及变形规律,发现不同类型叶子在雨和风的分别作用下最大等效应力均发生在主脉上,变形除了沿载荷方向的剪切弯曲外,还表现为绕主脉的扭转.     

中频加热大口径钢管弯管过程的有限元模拟

运用弹塑性大变形有限元理论，在通用有限元软件MARC平台上建立了大口径热推钢管弯曲过程的弹塑性热应力混合模型，并对实际弯曲过程进行加载计算。基于有限元模拟结果，文章对钢管弯曲过程中的金属变形规律作了详细分析，同时也给出了断面形状及壁厚在成形过程的变化情况。文中利用MARC软件良好、开放的二次开发特性，通过用户子程序解决了热推钢管弯曲过程中局部中频加热的难题。模拟结果可为实际生产确定合理工艺提供理论性的指导。     

一种多功能钢筋弯曲机的结构设计

在输电铁塔基础施工过程中,钢筋经常需要进行各种弯曲以适应工程需要.钢筋弯曲机是一种重要的钢筋加工机械,如何更有效提高机械的生产效率,减少工人劳动强度,提高其可控性以及安全性都是在设计中需要解决的问题.通过对目前国内现有的一些钢筋弯曲机的相关资料进行研究与总结,设计了一款针对钢筋直径为12～30mm的多功能钢筋弯曲机.其优点在于具有良好的弯曲角度控制和自动回位控制功能,同时对工作台面上的模具进行了合理设计,使得模具结构简单、易于实现各种弯曲形状,例如正方形、长方形、正六边形、圆形以及其他各种常用的形状.     

改进的主动形状模型在植物叶形分类中的应用

针对植物叶形识别的特点,采用改进的主动形状模型实现叶片图像的批量识别和分类.在模型中以地标点序列表示对象形状轮廓,分别应用覆盖面积半径和生物学参照点进行伸缩变换和旋转变换,归一化地标点序列间的统计关系,进而研究形状间的相似性和差异性;在分类时通过设置相似度阈值,强化了同类叶片的标准,从而减少了一些非同类的误归入事件的发生.实验表明改进的主动形状模型在叶形识别中得到稳健的识别率.     

UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析

建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型. 由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移位确定不同仿真工况,分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力. 详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗力等对边缘降的影响. 结果表明,工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强,工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最强,各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响. 说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感.     

减速器弧齿锥齿轮动态啮合疲劳强度研究

以某型直升机尾减速器的弧齿锥齿轮副为研究对象,基于其非线性有限元接触分析模型,在一个啮合周期内,对该齿轮副进行了连续动态啮合过程的仿真,研究了该型轮齿的动态啮合齿面接触和齿根弯曲疲劳性能.啮合过程仿真得到的齿面接触和齿根弯曲应力的变化规律符合轮齿实际动态啮合规律.疲劳过程仿真得到了疲劳寿命分布云图并判断出轮齿疲劳破坏主要发生在齿根受压侧的倒角区域,进而得到了经渗碳处理前后齿根疲劳破坏节点位置的疲劳寿命值.     

考虑薄弱支路功率约束的静态电压稳定预防控制

考虑到系统的静态电压不稳定往往是由局部薄弱支路的传输功率超过其功率传送能力所引起,提出了将薄弱支路有功功率约束作为静态电压稳定约束的预防控制模型。该模型首先采用局部性电压稳定指标,确定出关键预想故障、薄弱支路及其功率传送能力;而后结合基于直流潮流模型的静态安全分析方法,给出薄弱支路在关键预想故障下的有功功率非线性表达式,从而得到关键预想故障下的薄弱支路有功功率约束;最后,建立了包含该约束的全二次预防控制优化模型。IEEE14节点系统与IEEE118节点系统的仿真结果验证了笔者所提预防控制模型的正确性和有效性。     

管材塑性弯曲成形的有限元数值模拟分析

为深入研究管材塑性弯曲成形机理,利用数值模拟方法建立了包括工艺参数在内的管材弯曲成形全参数化有限元模型,并验证了模型的有效性.在此基础上,详细分析了管材弯曲变形过程中的应力应变分布.结果表明,最大等效应力发生在弯管起弯侧,最大等效应变则沿弯管变形区域均匀分布,管材弯曲成形处于平面应力状态和三向应变状态.     

Plausible cloth animation using dynamic bending model

Simulating the mechanical behavior of a cloth is a very challenging and important problem in computer animation. The models of bending in most existing cloth simulation approaches are taking the assumption that the cloth is little deformed from a plate shape. Therefore, based on the thin-plate theory, these bending models do not consider the condition that the current shape of the cloth under large deformations cannot be regarded as the approximation to that before deformation, which leads to an unreal static bending. [This paper introduces a dynamic bending model which is appropriate to describe large out-plane deformations such as cloth buckling and bending, and develops a compact implementation of the new model on spring-mass systems. Experimental results show that wrinkles and folds generated using this technique in cloth simulation, can appear and vanish in a more natural way than other approaches.]     

圆柱齿轮弯曲应力数值模拟与影响因素分析

以直齿圆柱齿轮为研究对象,首先利用ANSYS有限元软件建立模型,对齿轮弯曲应力进行数值模拟。然后采用正交实验设计方法设计实验,通过直观和方差分析方法研究齿宽、齿数、扭矩对弯曲应力的影响。最后利用多元线性回归原理建立齿轮弯曲应力数学模型。结果表明,ANSYS数值模拟所得的齿轮弯曲应力与传统理论公式计算结果接近,说明仿真实验可信。在正交实验设计中,扭矩的极差最大,即对齿轮弯曲应力的影响最大,齿数次之,齿宽对齿轮弯曲应力的影响程度最小,可忽略不计。计算结果验证了回归方程的可靠性。该研究为变速器齿轮传动装置设计提供了有益参考。     

上承式铁路拱桥动力分析与验证

沪昆客专北盘江大桥为上承式混凝土铁路拱桥。大桥建成后,相关单位利用动态检测方法获取了CRH380动车以不同速度通过大桥时的多项动力响应,并分析评价了桥梁的动力性能。为探究动力仿真分析方法的模拟效果,本文以该桥为背景,采用MSC系列软件建立列车-轨道-桥梁动力学仿真模型,采用德国低干扰谱作为动车组的轨道不平顺激励,模拟列车过桥的全过程,获得桥梁结构的动力响应规律,并将仿真分析结果与实测结果进行对比验证。分析结果表明：大桥一阶横弯与竖弯频率计算值分别为0.301Hz和0.588Hz,与实测的横弯频率0.29Hz、竖弯频率0.57Hz接近;采用德国低干扰谱,其波长和幅值能较好地模拟动车组通过大桥的动力响应,数值仿真计算和实车动态测试的结果接近。     

薄壁异形管面内绕弯过程的模拟与实验研究

研究了一种薄壁异形铝管面内绕弯成形过程.基于LS DYNA软件平台建立了铝管弯曲过程的有限元仿真模型,并通过实验验证了模型的可靠性.提出了该口琴形截面薄壁异形管弯曲成形过程中孔道畸变的评价方法,分析了弯曲变形后各孔道的变化规律,以及弯曲角度、弯曲半径、模具与管坯间隙和模具与管坯间的摩擦对异形管孔道畸变的影响规律.研究结果表明：异形管弯曲变形后外侧孔道缩小而内侧孔道扩大,其孔道的畸变程度近似呈线性分布;增大弯曲半径有利于减小孔道畸变程度,而弯曲角度、模具与管坯间隙和模具与管坯间的摩擦对孔道畸变影响不大.     

基于Adams的弯丝机折弯机构运动学仿真

弯丝机是一种进行折弯的专用机械,广泛应用于建筑行业对钢筋的折弯。本文讨论的弯丝机是一种特殊折弯设备,对包有药芯的金属管进行折弯,这种金属管是由特殊的材料制成,具有一定的刚性,使用传统的弯丝机极易导致金属管折断。根据实际的工作要求设计了一种新型弯丝机。为了解决物理模型成本较高的缺点,将建好的弯丝机三维模型导入Adams。根据所要求的动作过程添加相应的驱动和约束,在虚拟环境中通过对弯丝机的折弯机构进行模拟运动及运动学仿真,得出弯丝机工作机构的位移和速度曲线,验证了机构设计的合理性。