圆环轴测投影的数学模型建立

运用代数法建立了圆环各类轴测投影图的通用数学模型,并对投影中轮廓线的可见性进行了分析,并导出了可见轮廓线端点坐标的计算公式,为计算机辅助绘图提供了依据.     

列车交会压力波的影响因素分析

根据数值模拟计算、实车和风洞试验结果，研究了列车交会压力波与相结速度、绝对速度、速度比、线间距、列车外形（断面形状、流线型头部长细比、头部纵剖面最大轮廓线和俯视图最大轮廓线）以及列车编组方式等之间的关系。研究结果已在我国流线型车体设计上正式采用，并为合理确定线间距提供了科学依据。     

盘形凸轮曲线拟合的一种数学方法

导出了盘形轮廓线的一种分段二次贝齐尔插值，插值曲线是保形的和光滑的。     

基于拉格朗日乘数法的轮对外形轮廓拟合方法

为实现轮对外形轮廓线的准确提取,提出了一种基于拉格朗日乘数法的轮对外形轮廓线拟合方法。首先将2D激光位移传感器获得的数据点进行区段划分,然后分别确定每个区段数据点的最小二乘拟合方程,最后根据拟合方程建立最小二乘回归模型,以分段点存在三阶连续导数作为约束条件构建拉格朗日函数,采用拉格朗日乘数法求解获得拟合方程参数。采用现场实测数据进行了轮对外形轮廓线拟合,结果表明拟合的轮廓线在分段点处光滑连续,与实际数据点的最大偏移幅度小于0.1%,满足了外形轮廓线拟合精度要求,可用于轮对磨耗及尺寸参数的精确计算。     

盘形凸轮曲线的二次B样条逼近

B样条曲线在CAD／CAM中应用较广泛，但如何寻找好的B样条逼近，是CAD中的关键，对此，作者研究了凸轮廓线的二次B样条保形逼近曲线，证明了该曲线逼近具有C^1连续性和保形性，且计算较简单．     

基于安全裕量的列车车体轮廓线设计

结合CJJ 96—2003《地铁限界标准》,对车体外轮廓线进行研究,形成以安全裕量为约束的车体外轮廓设计线,并以Matlab软件为平台开发一套供设计人员使用的设计工具。当限界条件或与车体限界计算相关的参数改变时,软件可以实时响应得出车辆限界的变化量并在限界图中表示;如果计算出的安全裕量小于给定安全裕量,程序将对车体初始外轮廓线进行迭代,直到满足给定安全裕量为止。     

270km/h高速动力车流线型活动侧窗研究

对270km/h高速动力车司机室流线型活动侧窗进行了研究。侧窗采用三维建模,轮廓线/面用NURBS曲线/曲面描述,提出了可行的机构设计方案,并进行了干涉检验。此种新型侧窗可减小高速动力车外形设计难度,提高空气动力学性能,增强司机室结构强度。     

国产磁浮列车外形气动性能分析

基于上海TR08磁浮列车的头部外形,设计了4种国产流线型磁浮列车头部外形。采用大型流场计算软件CFX对5种不同头部外形列车的空气阻力、升力进行计算,并对5种外形的列车交会压力波进行了数值分析。通过对不同外形磁浮列车空气动力性能的分析,提出了国产化磁浮列车气动外形的流线型头部长度取6～7 m,采用单拱,并适当提高纵剖面轮廓线高度的设计原则。     

基于轮廓线特征的三维人脸识别改进算法

研究基于面部轮廓曲线特征的三维人脸识别。为提取最优面部曲线特征,提出一种基于模糊聚类方法的人脸曲线特征优选算法。该算法从三维人脸深度图中选取最具代表性的8条轮廓曲线,作为主要识别特征,这在很大程度上降低了计算复杂度,克服表情和光照对人脸识别的消极影响,同时它用最少的轮廓线包含了所需要的人脸识别信息。基于这些人脸轮廓线特征,利用改进的Manhattan距离分类器来提高人脸识别的分类效果。实验结果表明,所提出的算法明显提高了人脸识别率,并且具有很强的鲁棒性。     

接触式钢轨轮廓测量的数据处理

详细介绍基于接触式扫描测量的轮廓数据点的处理过程,包括噪声过滤、精简滤波,平滑处理,曲线分段等多个环节,并采用最小二乘法进行轮廓线拟合。通过工程实践应用表明,该数据处理效果较理想,能够获取满足精度要求的轮廓线。     

铁路桥梁结构任意截面截面特性计算方法研究

研究目的:铁路桥梁结构设计中,无论是结构抗力还是工程量计算,截面特性均是重要的设计计算参数。铁路桥梁结构类型多,梁部、桥墩和基础等不同构件截面类型复杂多样,且多为箱形、空心截面等复杂截面形式,设计中对复杂截面截面特性的计算通常采用简化处理方式或借助外部商业软件,导致计算精度不足或设计效率低下,为解决这一问题,需要开展任意截面的截面特性计算方法研究。研究结论:(1)铁路桥梁结构截面均只由线段和圆弧组成,可采用统一格式表征,任意截面均可用一个或多个封闭轮廓线描述;(2)每个封闭轮廓线可离散为多组具有共同顶点的三角小块和三角球冠小块,计算每个小块截面特性并叠加便可得到封闭轮廓线截面特性;(3)基于计算理论编写了通用计算程序,程序提供读取和处理AutoCAD软件图形数据的方法;(4)以混凝土箱梁和薄壁钢箱梁作为算例,计算结果表明本文提出的方法计算精度高,满足工程设计要求;(5)本文给出的计算方法理论推导清晰,除铁路工程外,在公路和市政工程等领域依然适用。     

隧道断面自动成图的数学模型研究

以研制隧道爆破设计智能系统为背景,进行隧道断面自动成图的数学模型研究。按照隧道断面的形状,以隧道底板为x轴,垂直x轴的隧道中心线为y轴,设定直角坐标系。确定隧道断面参数输入方法并给出了算法步骤和算法流程,利用Visual C 编制系统,实现隧道断面轮廓线在输入隧道断面的特征参数后精确自动绘制。     

基于离散元法的钢轨粗糙型面构造及其分形特性

铁路中常用的钢轨由于制作工艺、轮轨相互作用、腐蚀等多方面的因素,导致其表面是粗糙而非光滑的。为了更加精确地表征钢轨的粗糙程度,提出一种基于离散元法构建钢轨粗糙外表型面的方法。首先,通过钢材抗拉强度试验仿真验证选取的离散元力学参数和模型的可靠性,根据规范绘制钢轨的几何轮廓,并在此基础上用不同粒径的球体颗粒填充钢轨的几何图形,实现对钢轨粗糙型面的离散元模拟。其次,对具有粗糙型面的钢轨离散元模型进行图像处理,识别钢轨的粗糙轮廓线。然后,对钢轨轮廓线进行数据提取和坐标标定,获得钢轨粗糙轮廓线的坐标数据,以便进行后续的分析和处理;最后,构造轮轨接触区钢轨顶面的凸峰高度曲线,选定评定长度(40 mm)和取样长度(8 mm),分析其范围内外表型面的粗糙度和分形维度。研究结果表明,运用离散元法建立的具有粗糙型面的钢轨模型具有分形特性;从评定长度和取样长度2方面计算得到的钢轨粗糙度和分形维数分别相差1.46%和0.15%。运用离散元法可以模拟钢轨的粗糙型面,并且该方法是可行的。基于离散元法模拟钢轨的粗糙轮廓的方法,为进一步研究提供了新的思路,具有一定的参考价值和工程意义。     

宜万铁路别岩槽隧道F1高压富水断层施工技术

研究目的：别岩槽隧道为宜万铁路8座Ⅰ级风险之一，隧道DK404＋101～＋550段发育F1断层，断层位于可溶岩与非可溶岩接触带，断裂带由可溶的灰岩、白云质灰岩钙质胶结而成，现场实测断层带水压力为0．6～1．8MPa,超前探孔单孔涌水量为10～160m^3／h。针对F1高压富水断层，论述采取超前钻探，根据探孔水压力和单孔涌水量如何确定注浆参数和超前支护方案，解决F1断层的施工难题。研究结论：针对F1高压富水断层，采取“超前预报、帷幕注浆、管棚支护、结构加强”的施工方案是可行的。对于主断层，注浆帷幕厚度应为隧道开挖轮廓线外8m，对于断层影响带，当水压力大于1．5MPa、单孔涌水量大于40m^3／h时，帷幕厚度应加强到隧道开挖轮廓线外8m，反之，可优化帷幕厚度。通过优化方案、合理配置机械设备、加强组织管理，实现了F1断层帷幕注浆平均生产能力为1个循环／32d，完成“钻探-注浆-开挖”进度指标为22m/月，可为类似工程的施工提供借鉴作用。     

地铁曲线车站站台建筑限界计算研讨

对地铁地下曲线车站站台建筑限界计算,特别是地下曲线车站站台边缘至车辆轮廓线间允许间隔的检算方法,以及困难条件下站台边缘曲线半径和线路平面曲线半径设计问题进行研讨,并提出在困难条件下,曲线车站站台边缘曲线按与线路曲线同心圆设计,可采用较小的线路曲线半径,以节省工程投资的建议.     

基于最优拉丁超立方设计的高速列车流线型头型减阻优化研究

为研究流线型头型对高速列车气动阻力性能的影响特性,利用B-Spline曲面建立高速列车流线型头型三维参数化模型,并提取5个头型设计变量。在此基础上,结合最优拉丁超立方设计和计算流体力学方法,研究高速列车流线型头型控制型线对高速列车气动阻力的影响特性,确定出关键控制型线。计算结果表明:随着流线型头型控制型线的变化,高速列车气动阻力发生明显改变,变化范围为3 183～3 509 N,相对变化量约为10.2%。最优设计点头型下的气动阻力较原始头型降低3.5%。对高速列车气动阻力影响最为显著的控制型线为纵向对称线,其次是车底最大轮廓线和水平最大轮廓线,而鼻尖高度控制线和中部辅助控制线对高速列车气动阻力的影响相对较小。     

基于CAD系统的配气机构凸轮改进设计

内燃机配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的结构,而凸轮轮廓线设计的好坏对发动机的充气性能和动力性能的影响更大,借助于计算机辅助设计可以较好地解决这个问题     

盘形凸轮曲线的二次B样条逼近

B样条曲线在CAD/CAM中应用较广泛,但如何寻找好的B样条逼近,是CAD中的关键,对此,作者研究了凸轮廓线的二次B样条保形逼近曲线,证明了该曲线逼近具有C1连续性和保形性,且计算较简单.     

基于机器视觉的轨距检测方法研究

提出了一种基于机器视觉的轨距检测方法,该方法采用4个CCD摄像机和2个红色扇形光源构成检测系统。对检测系统进行了定标分析,采用提取分量的方式对图像的目标区域和背景区域进行分割,利用图像差影法去除噪声,应用自适应迭代阈值法对图像进行二值化处理,并通过膨胀和细化算法得到轨道的截面轮廓线。试验结果表明,该方法能有效地实现轨距参数的高精度动态测量,精度可达到0.07mm。     

大连金州线城轨车辆动态限界计算分析

城市轨道车辆交通限界计算是保证车辆安全的基本要素,为了提高车辆的安全性舒适性,降低轨道交通建设费用,本文以大连市金州线B2型车为例,介绍了城轨车辆限界和设备限界的计算方法,以期确定更为安全适用、经济合理的车辆轮廓线和车辆限界。