土质边坡非圆弧滑动面的遗传进化模拟

在对边坡的稳定性进行分析评价时,传统分析方法引入了滑裂面为圆弧型的假设;也有学者将滑裂面假定为对数螺旋线型等其它函数形式。由于边坡实际情况的千差万别,这些假定只能适合于部分特殊的边坡。为此本文利用遗传进化算法来搜索模拟边坡的非圆弧型最危险滑动面,提出了一种土质边坡稳定性分析的遗传进化调优算法,它是一种全局优化分析方法。有很好的重复性。且不依赖于目标函数的性质和边坡的具体形状。     

开口薄壁截面圆弧拱空间动力稳定性分析

通过能量法和Hamilton原理,建立了径向均布周期荷载作用下开口薄壁截面圆弧拱动力稳定偏微分方程。利用Galerkin方法将其转化为二阶常微分Mathieu-Hill型参数振动方程。求得周期解所包围的动力不稳定区域。探讨了开口截面圆弧拱发生空间参数振动的动力稳定性问题。分析了恒载系数、圆弧半径以及圆心角等参数对空间动力不稳定区域的影响,为工程结构动力设计提供参考依据。     

新型齿形链的啮合机制及仿真分析

在分析研究新型齿形链与链轮的啮合机制的基础上,使用ADAMS建立了新型齿形链与链轮传动系统的数字化三维仿真模型,分析了新型齿形链内侧齿廓曲线的综合曲率半径和齿形链伸出量随链条节距、链轮齿数以及链轮齿形的变化规律,模型的仿真分析表明,对于新型齿形链与链轮传动系统,建立数字化的三维仿真模型可以有效地分析其设计参数对多边形效应的影响。试验结果表明,新型齿形链的啮合机制可以减小多边形效应的影响和减小链传动的磨损。     

基于弧度仪的冰刀弧形测量与重构方法

采用弧度仪测量冰刀弧形具有方便,快捷等优点.对基于弧度仪的冰刀弧形测量与重构方法进行了深入研究,在弧形重构时对比了小弧段切触法,作者提出了基于曲率插值与拟合的迭代重构方法,后者明显优于前者.由于迭代重构得到的冰刀弧形是由大量的型值点表达,故探究了型值点集的圆弧样条拟合方法,对影响拟合误差的圆弧样条参数进行了理论分析和推导,得到了这些参数的调整方法.采用该拟合算法,大幅度地简化了迭代重构得到的冰刀弧形表达,极大地方便了冰刀弧形的描述与加工.上述成果在作者开发的数控冰刀弧形重构系统中得到了应用.     

双圆弧谐波减速器刚轮插刀有效长度分析与优化

为预估和延长双圆弧谐波减速器刚轮插齿刀有效长度，论文建立了双圆弧刚轮齿廓数学模型，根据运动学法，建立了插刀加工数学仿真模型；根据齿廓法线法，建立了砂轮磨削加工数学模型，推导了刃磨后插刀的等效齿形与加工误差，确定了插刀的有效长度。在此基础上，论文通过优化砂轮齿形与插刀齿数，延长了插刀有效长度。结果表明：优化前55齿插刀有效长度为2.1 mm, 0截面插刀加工出刚轮齿形误差为2μm;优化后0截面插刀加工出刚轮齿形误差的最大值为0.14μm。优化后插刀齿数越多，插刀有效长度越长；优化后42齿、55齿、68插刀有效长度分别增加了4.8%、52%、81%。     

内啮合双圆弧摆线锥齿轮齿面建模与啮合特性仿真

针对斜航线式双圆弧内啮合锥齿轮副齿面难以高效加工的问题,提出一种端面滚切加工外锥齿轮,进而基于外锥齿轮的平面产形轮产成内锥齿轮的齿面设计方法.首先,以双圆弧齿形作为切削刀刃的基本齿廓,基于端面滚切方法建立双圆弧锥齿轮的平面产形轮.其次,根据平面产形轮与双圆弧内、外锥齿轮的展成运动关系,建立内、外锥齿轮的齿面方程.再次,通过精确求解齿面数据生成齿面"点云",建立双圆弧锥齿轮副三维实体模型.最后,运用ANSYS仿真内啮合双圆弧锥齿轮副的啮合特性.实验结果表明:基于本方法生成的内啮合双圆弧锥齿轮工作齿面接触良好,可以实现正确啮合传动.当前研究可为内啮合双圆弧锥齿轮的高效加工提供理论依据.     

基于圆弧与平面滑动模式的上荆江崩岸过程模拟对比分析

基于平面滑动与圆弧滑动模式，构建了具有最危险滑动面搜索过程的崩岸概化模型.该模型耦合了坡脚冲淤、潜水位及河岸稳定性计算模块，其中圆弧滑动模式考虑了土体的垂向分层结构.采用该崩岸模型计算了2014年上荆江典型断面的崩岸过程，结果表明：在坡度较缓的断面，圆弧滑动模式的计算误差更小；在荆55断面，圆弧和平面滑动模式计算的崩塌次数分别为10次和2次，崩岸宽度的相对误差分别为21.5%和29.9%;在荆61断面分别为7次和1次，崩岸宽度的相对误差分别为1.0%和6.1%.最后开展了河岸土体参数的敏感性数值试验，分析了土体抗剪强度参数及土体垂向分层结构对崩岸过程的影响：随着抗剪强度参数的增加，模拟的总崩岸宽度呈减小趋势，单次崩岸宽度和崩岸次数的变化趋势与黏聚力及内摩擦角代表的力学特性有关；另外砂土层作为软弱夹层会通过增大单次崩岸宽度或崩岸次数来增加总崩岸宽度.     

基于点云特征提取的薄壁文物碎片配对研究

针对考古发掘现场堆积在一起的陶瓷碎片难以修复拼接，以及薄壁碎片断裂面特征难以提取的问题，提出了一种综合碎片点云多种特征提取与粗糙集模型进行约简分类的方法。该方法先采用最小半径移动球和三维中心滤波圆弧拟合的方法，分别获取碎片边缘和内部几何特征，再结合颜色纹理及材质等特征要素，通过决策表约简分类为文物碎片重建匹配提供条件。与现有依赖对象单一特征的配对方法不同，本方法在碎片存在磨损甚至缺失等情形下，能将混杂在一起的隶属于多器物薄壁文物碎片进行有效分类配对。     

基于机器视觉的齿轮中心定位算法

齿轮加工精度影响因素复杂，精度测量要求高，齿轮中心(基圆圆心)的定位精度在检测过程中至关重要。为降低工业视觉检测中缺陷与噪声对齿轮中心定位精度的影响，文章提出一种齿顶圆弧分割结合改进随机抽样一致性(random sample consensus, RANSAC)算法定位齿轮中心。对采集的齿轮图像采用Canny算子检测边缘，使用Freeman码进行边缘跟踪；以最小二乘法拟合得到圆心粗基准，通过比较轮廓点到粗基准的距离快速分割出齿顶圆弧；采用亚像素边缘与更精确的阈值对圆弧进行精分割，并结合随机抽样一致性算法对圆弧进行拟合，得到齿轮中心。实验结果表明该算法具有较高的定位精度和较强的实用性。