铁路车辆承载鞍鞍面内弧半径测量系统的研究

阐述了用线激光三角法进行铁路车辆承载鞍内弧半径测量的方法,提出了一种可行的标定方案,通过计算得到测量系统的参数初值,并由此确定标定点的选取,通过三坐标机的探针在平台上移动来获取标定点的坐标,得到二维标定表,利用插值获得承载鞍内弧曲面的坐标,由此拟合出内弧轮廓的方程并来求得承载鞍的半径.     

大型船体构件线加热成形工艺的一种有效测量比较算法

造船成形操作过程中，要加工一块曲面板件，需要反复测量其变形并同设计形状相比较。因为不同尺寸和形状的大型曲面板件数量众多，所以，有效的测量和比较方法对于迅速而准确地检查板件变形的质量从而提高整个制造过程的生产力来说，至关重要。目前，板件变形用传统的样板进行测量和检验，这种方法不但费时，而且容易产生人为误差。因此，需要提出一种新的使测量和比较高效化的途径。本文介绍了一种用于曲面板件测量和比较的有效算法。一台带控制软件的实际尺寸测量机器已经组装成功，它执行的就是比较系统算法，该集成算法已用许多不同尺寸和形状的曲面板件做了验证。     

应用响应曲面法与基本矢量优化船体结构设计

在船体结构优化设计中，需要研究结构存在的响应，为了改善响应需要改变与材料性能和结构尺寸有关的某些设计变量值。反复进行响应分析，直到得出最终的设计。采用这样一个过程时需要制作大量结构模型。减少这种优化过程负荷的一个方法，就是采用众所周知的响应曲面法，这样可减少数值试验或模型试验的次数。如果考虑全部有关的结合尺寸，响应曲面法中使用的近似多项式的项数将迅速增加。即使使用响应曲面法，为了确定近似多项式的参数，亦需要进行许多尝试性的结构研究，因此结构模型的数量将是巨大的。为了用最少的数据表示结构形状，引入了基本矢量的概念。每个基本矢量表示船型的模态变化，而且通过应用此概念还可能使设计变量的数量减少到一个实际可行的范围。在本研究中，推荐利用基本矢量与响应曲面法相结合的方法，将作为一种有效的优化手段应用于船体结构设计中，并以双层底舷侧肘板结构的优化 设计为例，检验了该方法的有效性。     

单曲率船体外板电磁感应加热弯曲成型工艺规划

以18.000 mm厚的船用AH36钢板为研究对象，开展电磁感应加热弯曲成型试验并测量板材的瞬态温度，采用手持式三维扫描仪获取板材点云数据，利用后处理软件得到板材面外弯曲变形云图。基于热-弹-塑性有限元分析，模拟板材电磁感应加热弯曲成型过程，温度和面外弯曲变形计算结果与测量数据较吻合，验证建立的数值模型的准确性。基于高通量的有限元分析，建立热源移动速度与横向弯曲角度的数学关系。针对单曲率板材，提出内接折线法和外切折线法拟合板材弯曲形状，给出相应的板材加热线位置和热源移动速度等工艺参数，进行热-弹-塑性有限元分析。计算结果表明，由提出的两种方法得到的面外弯曲变形均与目标曲率板的弯曲形状相吻合，证明内接折线法和外切折线法应用于实际工程的可行性。     

基于形状参数的球艏参数化设计

对球艏曲面的参数化建模方法进行了系统研究,首先对球艏的纵向特征曲线和横截面曲线进行参数化建模,将曲线的生成问题看成是一个约束优化问题,目标函数反映了曲线的光顺性,形状参数集则构成问题的等式约束条件,设计变量为曲线的控制顶点坐标。对于球艏曲面的建模则采用改进曲面放样法,即在生成曲面的过程中考虑纵向曲线的光顺性,使得生成的曲面不仅插值通过各条球艏截面曲线,同时具有较好的光顺性。     

基于参数曲面表达的帆形船体外板展开方法

本文提出了一种基于参数曲面表达的帆形船体板曲面的平面展开方法.该展开方法以三角网格平面逼近船体曲面和3D网格点摊平后出现开裂角为基础,展开过程可分为三个阶段:定义初始导向单元条,初始展开形状确定和展开形状优化.本文所提出的展开方法符合帆形船体板水火弯板变形特点,可以提供水火弯板成形收缩量,并已在实际的船体板曲面展开中得到验证,计算结果与船厂计算的收缩量数据基本相同.     

面向计算的船体曲面NURBS造型

该文介绍了NURBS曲面的数学模型，提出用NURBS方法构造船体曲面的主要步骤，讨论了边界条件对曲线曲面形状的影响，给出一船体曲面，结果表明该方法的可行性，为基于曲面的船体几何特性计算奠定了基础。     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

基于曲面测量点数据的船体曲面板成形检测

船体双曲度外板制造完成后,造船工人使用样板或者样箱检测钢板的成形形状。然而,这种人工的检测模式不满足自动化成形和检测的需要。文章采用激光全站仪测量待测钢板的曲面特征点数据,根据该数据和设计曲面数据对曲面进行粗定位,采用迭代最近点（ICP）算法对曲面进行精细定位,在此基础上,提出曲面成形度评估的曲面欧式距离差值图和高斯曲率差值比量化评价方法。通过曲面测量案例验证该方法的有效性,计算结果表明该评估方法有效,能满足船体双曲度外板成形检测的要求。     

脉冲反射法液位测量系统研究

介绍了脉冲反射法液位测量系统，简要推导了脉冲反射法的测量原理，给出了系统结构及主要部件功能。该系统应用时域脉冲反射测量技术，适用于船舶及其它容器的动、静脉液位等参数的自动测量。     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

应用曲率参数的B样条曲线插值方法

本文提出了一种新的用于解决三次Ｂ样条曲线插值问题的边界条件构造法，即“构造曲率法”。与目前常用的几种边界条件构造法相比，该方法不要求已知端点的导数值，而且克服了重顶点法所具有的端点曲率唯一为零及计算量增大等缺点，同时，通过调整引入的曲率参数，可改变曲线的端部形状，使之合乎设计要求。文章最后给出了应用实例。     

舰艇航向标校基线方位角的精确测量方法研究

导航装备的航向参数直接关系到舰艇航行的安全和舰载作战武器系统的精确打击能力,标校该参数首先要建立高精度的测量基线。文章研究了利用天文测量技术实现舰艇航向标校基线方位角精确测量的方法,包括时角法、高度法、解析法、任意单星法等,每一种方法均满足舰艇航向标校基线方位角测量的精度要求,综合应用这些方法,可以在任意纬度、有无天文年历情况下实现标校基线方位角的高精度测量。     

NURBS曲面与隐式曲面求交的计算机实现及应用

阐述了参数曲面与隐式曲面求交的算法原理，给出计算机实现方法及交点可能的分布示意图，将其应用于基于NURBS的船体曲面与任意平面的求交中，并针对船体曲面的特点指出应用过程中应注意的问题。     

基于纵向函数方法的全参数化船型设计系统的设计与实现

基于纵向函数的数学方法,研究并总结归纳出各纵向函数沿船体纵向方向上的变化趋势,设计出符合各部分线型特性的线型表达式,提出基于纵向函数的船体线型全参数化设计方法。凭借CATIA V5软件的曲面设计功能,运用VB.net程序设计语言对其进行二次开发,实现船体型线、曲面的全参数化自动设计。多组算例结果比较,分析形状控制参数对船体线型变化的影响,验证了该设计方法的可行性与灵活性。     

挡土墙上主动土压力的一般计算法

目前，挡土墙上主动土压力的计算方法是建立在库伦的极限平衡理论基础上的，为简化计算，并采用破裂面为平面的假定。根据库伦的这一理论，很多学者提出了简化计算的方法，如楔体试算法、雷明汉作图法、应力圆法和摩擦圆法等。但是对于复杂的挡土墙墙背形状、复杂的地面轮廓、多种的地面活载以及成层土等情况，现有的方法进行计算还是有困难的；对于破裂面为平面的假定，计算结果与实际情况和试验结果并不相符。为此，本文在极限平衡理论的基础上提出了适用于各种情况的图解一数解试算法，这一方法的破裂面可以采用平面的假定。也可以采用圆弧形的假定，如果读者愿意，还可以采用其它曲面的假定，不过计算工作量将急剧增加。     

电容法在多相流参数测量领域的应用研究

目前,多相流技术已经渗透到工作生产的各个领域,多相流参数的测量受到普遍关注。多相流参数的测量方法种类繁多,其中电容法的研究倍受青睐。本文对电容法在多相流参数测量领域的研究进展进行了较为详细的介绍,对其发展中遇到的问题进行了阐述,并对电容法的发展前景进行了展望。     

水火弯板变形的描述方法

在分析了角变形、线变形描述法和位移场描述法的基础上，提出了水火弯板变形的整体描述法。实验及有限元计算表明，水火弯板的变形非常复杂，一般所用的角变形线变形描述过于简单，不能精确描述水火弯板的变形场。用位移场描述水火弯板的变形又因计算结果的复杂性而难以实现。如果从整体变形角度考虑，水火弯板的变形可以用变形后的上下表面形状、平面内的扭曲变形、沿板宽变化的横向收缩及沿板长变化的纵向收缩全面描述，并可进一步由计算结果得出合适的曲面方程及收缩变形函数。     

一种基于人工神经网络的响应曲面法在结构可靠性中的应用

响应曲面法在结构可靠性分析中常用于模拟不能明确表达的极限状态曲面（即失效状态函数）。本文以人工神经网络代替一般响应曲面的多项式函数，用于确定性结构分析，克服了多项式函数模拟某些极限状态曲面的局限性，达到了较好的效率和精度要求。     

基于能量优化法的船型快速设计

为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了具体的船型设计参数,提出了利用能量优化方法,以船体曲线的曲率平方和最小为优化目标,求解基于NURBS表达的、光顺的船体型线的设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。通过对某一条船的设计,证明了该设计方法的可行性和实用性。