基于最小有向距离算法的刀具轨迹计算

本文针对复杂曲面加工中存在的刀具轨迹计算和干涉判断复杂的问题,将最小有向距离算法应用于复杂曲面的加工中。通过对曲面加工原理分析,将求刀触点的问题转化为数学规划问题。实验证明该方法有对曲面适应范围广,计算量小、计算速度快等特点,适用于复杂曲面的加工。     

变转速自动研磨模具曲面转速仿真与实验研究

为了解决模具曲面研磨中去除量不均的难题,提高自动研磨模具曲面的加工质量,设计了一种用于模具自由曲面自动研磨加工的实验装置,在优化加工工艺参数的基础上,提出了基于模糊控制的变转速自动研磨自由曲面的设计方法,通过转速仿真和实验研究,证明该方法能够满足自动化研磨加工的要求.     

变转速自动研磨模具曲面转速仿真与实验研究

为了解决模具曲面研磨中去除量不均的难题,提高自动研磨模具曲面的加工质量,设计了一种用于模具自由曲面自动研磨加工的实验装置,在优化加工工艺参数的基础上,提出了基于模糊控制的变转速自动研磨自由曲面的设计方法,通过转速仿真和实验研究,证明该方法能够满足自动化研磨加工的要求.     

SUV汽车尾门外板A级曲面设计

在分析SUV汽车尾门外板结构的基础上,介绍了一种应用NURBS理论的外板三维模型创建方法.该方法首先在CATIA V5中创建了外板曲面的主特征,然后在主特征的基础上制作出附加特征,并分别应用反射线、等照度线和多截面曲率梳方法对尾门外板的曲面质量进行了评价.结果表明被测曲面达到了A级曲面的各项要求.研究结果可为后续的尾门外板加工制造、安装等提供可靠的参考依据.     

面向数控加工的船模曲面三维造型方法

为了最大限度地利用船模曲面的三族型线,使造型结果蕴涵更多的船模曲面的设计信息,分析了各类曲面造型方法构建船模曲面的不同效果,提出了面向数控加工的船模曲面三维造型的过曲线网格法,以一艘实际双艉船模曲面为例,研究了过曲线网格法实现船模曲面三维造型的关键技术:局部区域包容方案与分片造型方案,利用UG/OpenGrip开发了船模曲面三维造型模块。对于双艉船模曲面的制造,采用传统的手工放样的制作方法至少需要30 d,而采用四坐标船模曲面数控加工系统只需6 h就可以完成船模曲面98%的加工量,并且经测量验证:船模曲面的尺寸精度、形位精度和光顺效果,较传统的制作方法均有显著提高,满足船模曲面数控加工的要求。     

基于宏程序的球头铣刀加工斜面和锥面的误差控制

本文分析了数控加工中用球头铣刀加工斜面和锥面时残余高度与刀轨行距之间的关系,并结合宏程序提出了控制残余高度的具体方法。     

逆向工程汽车轮毂的曲面重构

采用三维光学测量系统结合逆向设计技术对现有汽车轮毂进行数据采集及三维曲面重构,解决了轮毂曲面难以测量和设计的问题,并应用Imageware对三维模型与实体进行对比分析以获得精确的重构模型,从而提高了,产品设计的准确性,大大缩短产品研发设计和加工周期并降低了成本。     

基于CAXA的曲面型腔模具加工方法研究

文章以曲面型腔模具为载体,应用CAXA制造工程师软件完成对产品进行三维建模,对零件加工工艺进行分析,并比较几种加工方案,生成刀具加工轨迹进行数控仿真加工。在加以验证后,提出了较为合适的加工方案,生成G代码,最后利用数控机床对产品进行加工,提高了加工精度与生产效率,节约了成本。     

宏程序在数控铣削加工中的应用

目前,随着数控技术的发展,数控机床已经成为我国在用机床的主流.在数控铣削中,对于非圆曲线、曲面、圆角、倒角的加工,当机床内存容量较小时,如何使加工程序变得简洁,对现实加工来说,有着很重要的实际意义.相对普通程序,由于宏程序编程可以使用类似计算机编程语言中的函数变量,使得程序编制更加容易和灵活.本文通过实例介绍数控铣削加工编程中运用宏程序来解决有规则的曲线、曲面铣削加工问题.     

宏程序在数控加工中的应用

以半椭圆球的实际加工为例,探讨了采用宏程序实现非圆曲面的加工,加工效果比较理想。     

基于CAXA软件的曲线台阶数控加工方法研究

本文以CAXA自动编程软件为基础,以泵盖曲线台阶面加工为例,研究平面轮廓加工法、参数线加工法、平面区域加工法和自动区域加工法,提出了该类台阶面数控加工的最佳方案。     

高速道岔尖轨点云的复合拼接及数据处理优化

为实现高速铁路尖轨磨耗的高效检测,结合高速尖轨的检测需求及其几何特征,提出了基于距离编码器的复合拼接方法.该方法将距离信息融合到点云拼接中,提高了检测系统的自动化程度.在计算点特征直方图（point feature histograms,PFH）的过程中,引入OpenCL（open computing language）异构加速模型调整点云的数据结构,发挥GPU的并行处理优势获得了更快的数据处理速度.利用实际尖轨开展磨耗检测实验,证明了针对高速尖轨的结构光检测系统有效可行.经过点云拼接和点云扫描数据处理的优化,系统的整体检测效率获得了70%左右的提升.      

地铁区间浅埋暗挖隧道地表沉降的控制标准

基于浅埋暗挖隧道施工引起地表沉降的时空效应和沉降机理分析,综合运用模糊聚类分析方法对北京地铁5号线和10号线24个区间隧道的1497个地表沉降测点的数据进行统计分析,得出了地铁区间浅埋暗挖隧道地表沉降值的分布规律和地表沉降槽宽度参数反弯点距离、地层损失率的一般特征,给出了地表沉降槽曲线反弯点距离与等效轴向埋深的关系,提出了较为合理可行的地标沉降控制标准,并提出预警、报警、极限3级控制的管理方法.研究成果为认识地铁区间浅埋暗挖隧道地表沉降及地表沉降控制标准制定等具有一定的参考价值.     

夜间动态环境中驾驶员空间距离判识规律

为研究在夜间地面动态环境中驾驶员空间距离判识规律,进行了实际道路试验.32名驾驶员在夜间环境中不同深度距离、速度下,判识红、绿色障碍物空间距离.检验样本差异显著度,分析被试距离判识结果,获得判识特征值.运用曲面回归分析判识距离与速度和深度距离之间关系,获得驾驶员在夜间动态环境中,对空间距离判识变化关系的数学模型.试验结果表明：绝对距离判识值随障碍物深度距离增加而增大,随速度增加而减小.相对距离判识受深度距离影响小,受速度变化影响大,二元二次函数可很好地逼近空间距离判识的变化规律.     

破碎砾石用于沥青路面面层的可行性研究

讨论了砾石资源用于公路沥青路面面层的必要性,并且通过破碎砾石的加工及相关集料试验验证其可行性,分析了砾石用于沥青路面的加工要求,得出满足不同公路等级和路面层次的指标适用性划分,为砾石资源的广泛应用提供科学依据。     

一种基于最小可觉差的安全车距设计模型

根据交通流动力学、交通心理学和心理物理学理论,通过引入最小可觉差,深入剖析了驾驶员通过觉察车间距离变化程度来感知前车行驶状态的过程. 在此基础上,讨论了跟车行为的两种极端情况,分别得出了跟驰距离的变化范围以及跟驰距离与路面粗糙度、车速和驾驶员反应时间的定量关系. 把跟驰距离变化范围的下限视作安全车距控制方程,进一步得到了铺设防滑材料、沥青、雨天、雪天和结冰等不同路面条件下安全车距设计的理论值,并和安全法规定的安全车距进行比较,验证了本文安全间距设计理论的合理性. 该方法可为交通安全设计和管理提供一定的理论依据.     

场面航空器滑行时空协同优化模型

引入双层规划方法, 研究了场面航空器在滑行道系统中的滑行调度问题; 考虑了成本与冲突对场面航空器运行效率和安全的影响, 以航空器推出延迟时间与滑行路径作为决策变量, 以航空器在滑行道系统中滑行过程无冲突与场面航空器的总滑行距离最短为目标函数, 构建了场面航空器滑行时空协同优化模型; 针对航空器滑行道调度问题的特点, 设计了适用于航空器滑行时空协同优化模型的双层规划算法, 以降低场面航空器滑行距离和等待时间; 为了验证航空器滑行时空协同优化模型及算法的有效性, 对比了先到先服务调度方案的计算结果, 分析了滑行等待时间与滑行距离对场面航空器运行效率的影响。研究结果表明: 场面航空器滑行时空协同优化模型与先到先服务的航空器调度方案相比, 保证了航空器滑行过程无冲突, 将16架次航空器的总滑行距离从40 690 m降至37 700 m, 降低了8%;航空器平均运行时间为254 s, 提升了滑行道系统的整体运行效率; 在复制组数为100与变异概率为0.4的条件下, 采用场面航空器滑行时空协同优化模型能够在412 s内获得最优解, 求解效率与收敛性显著。可见, 采用场面航空器时空协同优化模型在保障航空器滑行安全的前提下, 能有效提高场面航空器滑行调度效率, 降低航空器运行成本, 能够为繁忙机场滑行道调度提供决策支持。      

盲源分离技术在车辆轮胎噪声提取中的应用

介绍Kullback-Leibler发散度,推导基于该发散度和自然梯度算法的盲信号处理的计算方法,并通过一个仿真实例说明运用该方法对车辆轮胎噪音提取的可行性,从而为车辆的车轮故障诊断和车体音频信号的盲分离提供一个新的方法。     

改进的Sliding Window在线船舶AIS轨迹数据压缩算法

分析了船舶AIS数据的时间序列特征与船舶操纵特性, 提出了改进的Sliding Window在线压缩算法; 计算了277艘船舶总计1 026 408个坐标点的AIS轨迹数据, 确定了合适的压缩阈值, 分析了距离阈值与角度阈值对算法压缩率的敏感程度; 根据压缩率图像的阶跃点, 推荐了高、中、低3个档位的距离阈值和1个角度阈值, 对比了Douglas-Peucker算法和改进Sliding Window算法的压缩率与压缩效率。试验结果表明: 随着压缩率的提高, 压缩后所剩下的点越来越少, 数据所保留下来的有用信息也越来越少; 压缩率与距离阈值、角度阈值均呈正比; 经量纲为1化处理的高、中、低档位压缩距离阈值分别为43%、38%、33%船长; 距离阈值为130m时, 角度阈值超过9°后压缩率平稳, 所以推荐角度阈值为9°, 与《海港总体设计规范》 (JTS 165—2013) 中风流压差角8°相接近; 随着距离阈值的增大, Douglas-Peucker算法和改进Sliding Window算法压缩率趋于相近, 当距离阈值为120 m时, Douglas-Peucker算法压缩率仅比改进Sliding Window算法高1.74%;在5种距离阈值的情况下, Douglas-Peucker算法运行所用的平均时间是改进Sliding Window算法的5.39倍; 随着数据量的增大, 2种算法压缩效率的差距更加明显。可见, 改进的Sliding Window算法能在降低压缩风险的同时大幅提高压缩效率, 可以在数据持续更新的状态下一直保持压缩状态, 与普通压缩模式相比, 系统所占用的资源更少, 处理效率更高, 可用于船舶轨迹数据处理、电子海图显示与对船舶关键行为特征提取等方面。