考虑病害三维特征的沥青路面车辙异常检验方法

针对复杂路况下车辙深度异常或横断面数据不完整的问题,提出了基于病害三维特征的路面车辙异常检验方法.首先,对三维图像中激光点异常值进行筛选及修正,利用横断面深度数据应用包络线算法提取最大车辙.考虑到裂缝、坑槽和拥包对车辙提取存在误判,利用三维高程数据建立病害种子检测模型以自动提取裂缝、坑槽和拥包种子点.测试结果表明,车辙深度相对误差小于7%,车辙深度测量重复性小于4%,包络线算法结果与人工测量值的相关系数高达0.999 2.在车辙异常检验中,裂缝种子识别模型准确率和召回率的均值分别为92.18%和84.79%,且F值为88.33%,优于支持向量机及改进的Canny方法.坑槽及拥包种子识别模型检测正确率大于95%.所提方法不仅能高效地提取车辙深度,而且能准确地检验造成车辙检测异常的其他病害.     

多点激光布设参数对车辙深度计算误差的影响

为评价多点激光车辙深度的计算误差,研发了室内车辙形态模拟设备,利用三维激光获取模拟车辙横断面点云数据,通过Matlab编程,借助5阶巴特沃兹低通滤波器对数据进行平滑处理,分别模拟了均布9点、13点、21点和非均布13点激光获取的车辙横断面曲线,采用包络线法计算三维激光和多点激光车辙最大深度,以绝对误差和相对误差为评价指标,分析轻、重两个等级的U、W型车辙深度计算误差受激光点数量与布设方式影响的规律.模拟结果表明:随着激光点数量增加,两种形态车辙横断面的深度计算误差逐渐减小,均布9点、13点、21点和非均布13点激光的最大相对误差分别为22.9%、12.8%、8.3%和16.4%;随车辙严重等级的增大,绝对误差逐渐增大而相对误差逐渐减小;非均布13点激光对U型、W型车辙的深度计算相对误差比均布13点激光时的最多分别增大4.8%和2.2%;多点激光车辙深度计算的绝对误差会造成车辙严重等级低估,可能导致路况评价与养护决策的误判.     

基于GPS和车辙的三维路面重构

提出了一种基于地理定位系统(GPS)和横断面车辙数据的路面三维重构模型.针对GPS和车辙的采样间隔不同,首先采用Cardinal插值算法对非等间距的离散GPS点插值,并按间距需求选取等间距的插值点,然后将序列化后的GPS插值数据与车辙数据融合,构造出在三维空间中用于绘制三角形网格的顶点矩阵,最后实现了三维重构路面的绘制.实验表明用该方法重构的三维路面在路面车辙、坑槽及拥包的检测方面有很好的应用价值.     

基于形状因子的辐射地板传热量计算等效热阻模型

对辐射地板传热过程进行分析,提出了基于形状因子的辐射地板传热量计算等效热阻模型.为了验证简化模型的合理性,采用数值模拟计算结果进行验证,并与标准手册中采用的简化模型计算结果进行对比分析.结果表明,当管间距变化范围为50~250mm,换热管上端填充层厚度变化范围为25~65mm及热水平均温度变化范围为25~45℃时,ISO标准幂函数计算模型、ASHRAE手册平面肋片模型及地暖设计手册等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差均较大,最大分别为20.2%,30.4%和22.8%,而本文提出的基于形状因子的等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差较小,最大不超过3%;当管间距变化范围为50~200mm,换热管上端填充层厚度变化范围为15~55mm及冷水平均温度变化范围为10~20℃时,ISO标准幂函数计算模型、ASHRAE手册平面肋片模型及地暖设计手册等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差也均较大,最大分别为80.1%,17.7%和16.8%,而本文提出的基于形状因子的等效热阻模型计算结果与数值模拟计算结果相对误差较小,最大不超过2%.     

小野下光子特征线混合笔束模型肺部剂量算法

为了准确计算小射野下肺模体中精确的三维剂量分布,本文提出了光子特征线混合笔束模型.该模型首先采用光子特征线算法获得参考射野下肺模体的中心轴深度剂量,然后在此基础上对肺模体笔束核进行等效深度修正和加权密度修正.本文利用该算法计算了6 MV光子束在不同射野下不同肺模体的中心轴深度剂量分布,并与蒙特卡罗模拟结果相比较以验证其精度.结果表明,两种方法计算得到的剂量基本一致,大多数深度处的相对误差小于3%.主要差异表现在介质交界处及肺组织前部,其相对误差随着射野尺寸和肺密度的增大而减小,最大相对误差范围为7.8%～36.9%.在肺组织前部,相对误差大于3%的深度范围随射野尺寸的增大和肺密度的减小而增大.因此,该算法在小射野下的肺部剂量计算中具有潜在的研究价值.     

沥青路面坑槽修复材料研发及结构力学响应分析

目的研发一种新型高性能沥青路面坑槽修复材料,探究坑槽修补面积、修补厚度对修补后路面结构的影响.方法通过挥发速率试验确定稀释剂.通过马歇尔稳定度试验确定添加剂.并对混合料进行马歇尔稳定度试验、高温稳定性试验、水稳定性试验等路用性能试验.利用ABAQUS建立沥青路面坑槽修补有限元模型,分析不同修补面积、不同修补厚度对路面结构修补的影响.结果稀释剂B与添加剂c为最优组合.当稀释剂B掺量为20%,添加剂c掺量为10%时,其初始强度达到4.03 kN,成型强度达到6.93 kN,施工和易性好,水稳定性试验中马歇尔残留稳定度大于75%,冻融劈裂强度比大于70%,车辙试验中动稳定度1 487次/mm.剪应力的最大值出现于坑槽底部,拉应力的最大值出现于轮隙中心,压应力的最大值出现于坑槽表面.随着修补面积和修补厚度的增加,最大压应力和拉应力随之增加,最大剪应力随之减小.结论研发的沥青路面坑槽修复材料性能良好,满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)与工程使用要求.在坑槽修补的底部、表面应力最大值处,应保证混合料的密实性与原有路面的黏结性.以确保不产生二次破坏.     

基于人工神经网络模型的油气管线点腐蚀蚀坑深度的预测

作者设计了反向传播人工神经网络模型来预测油气管线点腐蚀蚀坑深度。用"留一法"训练了神经网络模型,使其具有最佳的预测性能。然后用经过训练的模型预测了一些样本的点腐蚀蚀坑深度。用散点图和三个统计学指标—均方误差(MSE)、相对均方误差(MSRE)和拟合分值(VOF)评价了人工神经网络模型的预测性能:散点图显示蚀坑深度的预测值与测试值符合程度较高;均方误差(MSE)值为0.0389mm,相对均方误差(MSRE)值为1.32%,拟合分值(VOF)的值为1.9992。从总体上看,人工神经网络模型具有较高的预测精度。     

短纤维增强橡胶密封复合材料纵向拉伸模量的预测方法

摘要： 建立了含界面相、纤维和基体的短纤维增强橡胶（SFRR）密封复合材料纵向拉伸模量的预测模型,采用Mori Tanaka方法得到了SFRR的纵向拉伸模量的预测公式,将其计算结果与试验数据进行对比;同时,探讨了纤维体积分数、界面相的厚度和模量对复合材料纵向拉伸模量的影响.结果表明：纵向拉伸模量预测模型的计算值与试验值较吻合,其最大相对误差为11.2%;SFRR的纵向拉伸模量随着纤维体积分数的增加而增大;界面相模量对SFRR纵向拉伸模量的影响显著,当界面相模量小于基体模量时,SFRR的纵向拉伸模量随着界面相厚度的增加而减小;当界面相模量大于基体模量时,SFRR的纵向模量随着界面相厚度的增加而增大.     

基于激光线辅助的大型铸锻件视觉三维建模方法

该文使用激光线辅助视觉三维建模方法对大型铸锻件表面信息进行三维重建,研究了逆向三维建模的主要算法,对整个三维建模流程进行了分析,并对大型铸锻件三维建模进行了扫描实验和误差分析。实验结果表明,使用激光线辅助视觉三维建模方法可以实现对大型铸锻件的高精度三维建模,当激光线扫描宽度限定为100mm内时,可以实现0.1mm的建模精度。     

一种基于三维模型的矿体体积计算方法

目的提出一种矿体体积计算方法(积分法),解决采用平行剖面法对同一个矿体体积进行整体计算与分开计算存在差异的问题.方法采用周长投影法对相邻矿体的剖面轮廓线进行三角剖分,建立矿体三维模型.采用一组平行截面剖分矿体,当截面间距逼近零时,矿体薄片的体积之和近似等于矿体的真实体积.结果传统方法和积分法计算矿段体积时结果相差较大,原因是传统的平行剖面法计算矿段体积的原理是采用规则的几何形体的体积近似计算不规则形体体积,而积分法体积基于矿段三维模型的基础上进行,计算体积误差较小,通过积分法计算矿体体积,避免了体积整体计算和分开计算不一致的问题.矿段体积的收敛速度与平行截面间距有关,矿段体积随平行截面间距的减小而收敛.结论笔者提出的方法简单实用,适用性强,易于程序编制.