坐标转換与切削角度

藉有关向量的乘积可以计算刀具的切削角度。计算向量乘积时所必需的向量的分量又可分别在不同的直角坐标系(基)中求得。这就涉及到角度计算时的坐标转换问题。本文分别以向量球函数的角参数以及罗德里格——哈密顿(Rodrigues-Hamilton)参数描述了坐标系统绕固定点的旋转,经过计算得到了一系列坐标转换公式,即表1和表2,从而提出了切削角度计算的向量球函数法和旋转运算法,並为应用以上两种彼此独立的方法提供了便利的条件。     

铁路复心曲线计划正矢计算方法研究

基于常用的计算双心复心曲线计划正矢的三种方法的原理基础,推导出其各自适用表达式,解决了复心曲线程序化这一难题.分别利用了绳正法、渐伸线法和坐标法的基本原理,先判断测点处在复心曲线的位置,再根据测点所处的曲线性质利用相应的公式来计算其计划正矢.计算的结果表明,3种方法的计算结果是非常接近的,用坐标法原理和渐伸线原理计算计划正矢的方法比传统的绳正法计算要简单,故可利用坐标法原理和渐伸线原理的计算方法来代替传统的绳正法计算其计划正矢.     

平面图形几何性质计算的一种方法

借助有限元几何插值的思想，利用结点的坐标和插值函数表示单元内任一点的坐标，根据插值函数的性质，给出了平面图形几何性质计算的一种方法，该方法易于编程计算，对于直边边界的区域可以给出精确结果。将该方法用于鱼尾板的几何性质计算。     

二维角度坐标法在汽车人机工程布置和视野校核中的应用

简述了二维角度坐标法,通过三维直角坐标法和二维角度坐标法计算了A柱障碍角,并对结果进行了分析对比,探讨了二维角度坐标法在汽车人机工程布置和视野校核中应用的可行性。     

车削大螺距螺纹轴向分层切削的设计方法

提出车削大螺距螺纹轴向分层切削方法,通过刀工接触关系及切削层参数的研究,揭示出关键工艺控制变量,并讨论螺纹螺旋升角对左右切削刃工作前角和后角的影响,以及切削次序对切削效率的影响;以切削效率、左右螺纹面加工表面一致性为设计目标,以刀具几何角度、切削参数及切削次序为设计变量,提出大螺距螺纹轴向分层切削工艺设计方法;设计并磨制两把刀具,提出与其匹配的工艺设计方案,进行车削大螺距螺纹切削工艺对比实验.实验结果表明,采用该设计方法获得的工艺方案,可使大螺距螺纹在螺距误差、加工表面形貌及其分布上得到明显改善,满足大螺距螺纹加工质量的要求.     

线路坐标的通用计算及代数系统验证

基于各类道路线型曲率呈线性变化的共同特性,给出了线元上任意点坐标方位角的统一计算公式,进而提出了适用于所有道路线型平面测设计算的中桩坐标、边桩坐标的数值积分通用公式,且在M icorsft Excel中得以实现。并对数值积分公式给出了相应的计算机代数系统验证方法。实例计算结果表明通用公式正确有效。     

汽车主销后倾角和内倾角的测量计算方法

精确计算、测量汽车主销后倾角、内倾角,对于车辆悬挂系统的设计、试验、检测具有重要的实际应用价值。通过分析悬挂及测量原理,从测量的角度建立了主销后倾角的几何模型,推导出主销角度的精确计算公式,并对近似公式进行了误差分析。结果表明:在主销角度较小且所设定转盘角度较小的情况下,经验值与精确值比较接近;当主销角度较大或所设定转盘角度加大的时候,经验值误差加大,利用经验近似公式计算的主销角度准确度明显降低。     

基于计算机视觉的平面角度测量方法

为解决制造、地质、控制等领域中角度的快速测量问题,提出了一种基于计算机视觉原理的非接触式角度测量方法.测量时仅需用已知内部参数的相机,在空间任意位置对待测角进行1次拍照即可.在所得图像上,利用直线检测和最小二乘法,得到待测角各边1组平行线或1段均分线段的图像方程;再通过计算平行线图像的交点或利用交比的调和性,确定对应边上灭点的坐标;根据相机成像方程,即可由灭点坐标和已知的相机内部参数计算出待测角的角度.实验证明,用此方法,即使在较远距离处测量,其相对误差也能控制在2%以内.     

任意锥面展开的数控绘图

本文的特点是将画法几何与解析几何结合起来,用画法几何的基本方法,把较为复杂的空间解析几何问题,化为简单的平面问题加以解决。本文首先从简单的三棱锥展开出发,导出适合计算机运算的任意锥面的展开角递推出式,为任意锥面的展开提供了一种通用算法。在此基础上,利用矩阵方法进行坐标变換,画出“天圆地方”变形接头的展开图。接着,通过介绍一种常用的正立截头圓锥(截面椭圆的侧视投影为圆)的展开,分析比较了用辅助平面法和素线法所画展开團的图形质量,并指出:这种截头圆锥截面的方向唯一地由锥顶角所确定。最后讨论了与曲面相贯的圆锥展开问题,建立了辅助平面法和异心球面法的数学表达式,并利用切线的投影性质,探讨了圆锥面上开孔部分展开曲线的展开角问題。     

基于UKF的数字轨道地图的三维线路生成方法

针对基于卫星导航系统的列车定位对数字轨道地图的实际需求, 提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的线路估计方法, 生成线路的三维数字轨道地图; 对于铁路线路的3种平面线形(直线、缓和曲线和圆曲线), 采用以里程为参数的菲涅尔(Fresnel)积分模型统一建模; 对于纵断面的直线和曲线, 采用二次曲线模型建模; 用无迹卡尔曼滤波对模型的状态(里程、三维坐标)和参数(方位角、曲率、曲率变化率、坡度、坡度变化率)进行联合估计; 将归一化新息平方和估计距离误差作为线路分段的判断条件, 最终用分段点和几何参数完成三维线路的生成; 采用仿真的平面线路数据对比了离散点法、三次多项式法和本文Fresnel法, 利用青藏线14.7 km的实测数据进一步对Fresnel法进行了验证。仿真结果表明: 在相同的误差要求下, 3种方法的平面距离误差均值都在0.024 m以内, 但Fresnel法采用了最少的分段点, 数据约简率高达99.76%; Fresnel法的最大累积里程误差最小, 由0.964 m降低为0.060 m, 减少了93.77%;Fresnel法比三次多项式法的方位角和曲率估计精度都高, 更加接近真值; 实际数据测试结果表明Fresnel法分别采用22个和20个分段点及参数即可完成线路的平面曲线和纵断面曲线生成, 平面和纵断面曲线距离误差均值都在0.03 m以内, 累积里程误差最大只有0.078 m, 位置精度和几何精度都较高。      

关于平面四杆机构优化设计中运动学分析方法的探讨

本文探讨了关于四杆机构位移分析的方法。应用矢量旋转公式及连杆运动约束方程,我们可以求得连杆转角及连杆曲线上点的坐标值。把这一方法用于曲柄滑块、搖块、转动导杆以及多杆平面机构,可以得到形式相同的公式。这一方法对于电子计算机程序计算是很有用的。此外,由于它比几何法简单明瞭,因此易于为初学者所理解。     

全站仪RDM法与3D量测法量测隧道变形精度对比

根据测量学原理和误差传播定律,分析了全站仪自由设站对边量测(RDM)法和三维坐标(3D)量测法,建立了2种量测法的隧道变形精度分析模型,利用中误差评价隧道变形量测精度,推导了2种方法量测隧道变形的中误差计算公式,并以某三车道公路隧道为例,对2种方法的量测精度进行了对比和验证;RDM法通过三角高程测量原理和三角余弦定理得出任意点之间的水平距离、高差和斜距,根据任意测点之间的三角几何关系得到隧道变形;3D量测法从任意观测点观测若干已知点的方向和距离,通过坐标变换计算各测点坐标,根据各测点坐标得到隧道变形。分析结果表明:采用RDM法和3D量测法量测隧道拱顶下沉的精度评价公式相同,而量测隧道水平收敛的精度评价公式不同,RDM法的精度优于3D量测法,且随着全站仪到量测断面距离的增加,差值逐渐增大,当距离为100 m时,两者精度差值已增大至0.43 mm;在三车道公路隧道中,当距离为40~60m时,2种方法量测隧道水平收敛的精度均为最高,RDM法可达0.61~0.68mm,3D量测法可达0.78~0.84mm;RDM法和3D量测法量测的隧道拱顶下沉曲线平滑、圆顺,拟合度都大于0.95,而在量测隧道净空收敛方面,RDM法的曲线拟合度大于0.9,3D量测法的曲线拟合度小于0.9,因此,RDM法量测精度优于3D量测法。     

浅埋隧道开挖引起地层位移的双极坐标求解法

基于双极坐标系和Mohr-Coulomb准则，考虑剪胀特性，在Jeffery和Massinas半无限空间圆形隧道围岩应力解的基础上联立平衡方程，推导了浅埋隧道施工拱顶方向的地层位移弹塑性解，并通过Peck公式、Park公式、Loganathan-Poulos公式和实测数据进行验证，揭示了地层变形机理和既有研究之间的联系，给出了考虑地层参数和施工因素影响的经验参数(地层损失率和间隙参数)定量取值方法。研究结果表明：弹塑性解的假定条件更少，与Peck公式、Park公式的差值在2%以内，与Loganathan-Poulos公式的差值为9.5%;双极坐标求解法从弹塑性分析的角度进一步解释了地层变形机理、Peck公式和各类修正弹性公式，即浅埋隧道开挖也会引起地层弹性和塑性变形，以Peck公式为代表的经验公式法在计算地层变形时，地层损失率在不同地区和施工控制条件下的取值分别对应着不同地层参数(黏聚力、内摩擦角、泊松比、重度和弹性模量)和施工边界条件(埋深、开挖半径、支护力)下的地层弹塑性变形；以Park公式、Loganathan-Poulos公式为代表的各类修正弹性解也可近似看作通过断面椭圆化和下...     

基于高斯定理的共焦双曲柱面极板间静电场问题的研究

在广义正交曲线坐标系的形式即共焦双曲柱坐标系下,运用高斯定理来计算出共焦双曲柱面极板间的电场强度及其电势和电容等,图文并茂,方法直观.选择合适的广义正交曲线坐标系的具体坐标形式,通过电势梯度公式和静电场高斯定理以及高等数学知识,可以精确分析研究截面为特殊形状的带电体(面)产生的静电场问题,为处理该类问题提供一种新的研究...     

如何利用Excel进行道路中桩坐标的计算

Excel具备强大的数据分析与处理功能,其中公式(包括函数)起了非常重要作用.因此,有必要在简单介绍Excel公式基本知识的基础上,详细分析道路桩坐标的计算方法,并在Excel单元格中以公式的形式表达出来,从而使道路桩坐标的计算既简单又方便.     

一种椭圆曲线施工测量方法的应用研究

根据椭圆曲线几何特点和建(构)筑物设计参数,分析研究极坐标法放样椭圆曲线放样参数的计算方法,结合工程实例,阐述大型椭圆形建筑及其构件采用极坐标法放样椭圆平面位置的方法.     

三维坐标法检测苏通大桥曲线段承台钢套箱精度分析

结合苏通大桥曲线段承台钢套箱的检测,对全站仪的三维坐标法测量点位的平面位置及高程的精度进行了分析,就全站仪的视准差、横轴的倾斜误差及后视已知点的定向误差对测量点位平面位置的影响和指标差对测量高程的影响进行了较深入的分析,并进行了模拟计算．在利用全站仪的坐标测量功能进行三维坐标测量时,对仪器进行视准差、横轴的倾斜误差进行设置及高程值用盘左、盘右测量取均值可以取得较好的测量效果．对苏通大桥曲线段承台钢套箱的角点坐标放样数据进行计算,并建立了数据库．     

一种椭圆曲线施工测量方法的应用研究

根据椭圆曲线几何特点和建(构)筑物设计参数，分析研究极坐标法放样椭圆曲线放样参数的计算方法，结合工程实例，阐述大型椭圆形建筑及其构件采用极坐标法放样椭圆平面位置的方法。     

线路中、边桩坐标计算与全站仪快速测设

线路中桩、边桩坐标的计算方法有多种,本文从复化辛甫生公式出发,结合CASIOfx-4800P计算器的编程计算,方便快捷地计算出线路中桩、边桩坐标,再用全站仪放样点位坐标,实践证明该方法方便、快捷。     

高速列车端盖开闭机构干涉检验中的包络面法

干涉检验是高速列车端盖开闭机构设计过程中需要解决的一个重要问题。传统的干涉检验方法费时、费工，不能适应设计要求。因此，提出了一种用包络面来代替运动参检体进行干涉检验的方法。将端盖开闭机构看成一个平面四杆机构，应用单参数曲面族的包络面理论和机械原理的相关理论计算和分析该四杆机构，给出了端盖运动包络面的数学模型。该方法几何直观性强、计算量小、效率高、易于通过计算机实现分析计算，有利于端盖开闭机构CAD／CAM软件的开发。