基于二次开发的液货舱逆向建模技术

逆向建模是逆向工程中的重要环节,激光测量技术的发展及其广泛应用对逆向建模技术提出了更高的要求。以Imageware和UG为开发平台,利用Imageware内嵌的Scoll二次开发语言以及UG/OPEN API技术,结合中长距离激光测量设备,进行液货舱逆向建模技术的探讨。将该项技术应用于液货舱的逆向建模中,为船舶液货舱舱容计算及船舶改造提供一种新的方法。     

具有复杂内腔和外形的斗齿快速逆向设计

为了获得某型挖掘机斗齿点云逆向造型的实体化模型和CAD工程图样,研究了斗齿点云快速实体化的方法.采用基于“曲面重构-实体化-工程图”的逆向设计途径,提出把对精度要求高的内腔和销孔部位及对精度要求一般的斗齿外形分别用Imageware及Geomagic Studio软件完成曲面重构和基于Pro/E软件完成曲面合并和实体化的逆向策略,介绍了斗齿点云的数据分割、曲面重构与合并、实体化以及其工程图获取过程中的主要过程和方法.研究结果表明：对于型面数量多而复杂的斗齿,曲面逆向工具的选取及点云的数据分割方法是否得当是决定曲面和实体模型重建效率和成败的关键,通过恰当选择逆向策略和工具,合理简化点云的分割、曲面重构与合并以及实体模型的建立等,可显著提高逆向设计效率.     

非线性多自由度系统的数据驱动建模和响应预测

由于工程系统的复杂性和参数不确定性,利用力学原理建立的动力学控制方程常难以满足精度需求。基于数据驱动的系统建模和响应预测,利用动力学状态方程的数值解模拟实验中测得的不同外激励下的系统响应,并用于训练神经网络,构建包含训练数据间已知关系的损失函数以提高模型精度,得到表达系统状态关系的数据模型。将该神经网络模型纳入常微分方程求解器,可预测系统在不同激励下的响应,并获得幅频响应关系。将建模方法分别应用于含立方型和间隙型非线性的弹簧质量系统,计算结果表明,可根据响应数据建立准确的数据模型,并获得非线性系统主共振时的滞后和跳跃响应。研究还表明,训练数据越多、数据覆盖状态越完整,数据模型精度越好,且预测响应的误差越小。     

画法几何3D解题方法的研究

随着计算机图形技术在工程与教学中的推广应用,在教学实践中,如何处理画法几何部分的讲授,目前出现了两种不同意见。一种意见认为,应该继承画法几何的合理内核,以适应制造业中二、三维图形表达将长期并存的现实要求;另一种意见认为,在工程制图教学的第一时间,就应该运用计算机表达和建模方法,以增强直观性,提高精度和效率,便于同后续课程衔接。基于计算机图形学构建的画法几何3D求解系统,可以综合以上两种方法的优势。为画法几何与工程制图教学提供新的技术手段。     

基于改进烟花算法的传感器动态特性补偿方法研究

为了提高传感器的动态测量精度,提出了一种基于改进烟花算法的动态补偿器设计方法。依据传感器输入输出的动态标定数据,运用改进后的烟花算法逆向建模获取动态补偿滤波器,以改善原传感器系统的动态性能。经仿真实验测试,验证了该方法的可行性。将方法应用于科氏质量流量计变送器的动态补偿测试。实验结果表明,基于改进烟花算法的动态补偿方法可以有效提高科氏质量流量计变送器的动态特性,动态响应时间减小了将近90%。     

去奇异边界元方法在液舱晃荡模拟中的应用

对于模拟液舱内流体运动,传统频域方法具有很大的局限性,其只能在线性条件下针对每个频率计算系统的响应,然后通过谱分析方法得到系统不规则激励的解,而不能直接通过加载不规则的激励得到不规则的响应,但是采用基于去奇异边界元的方法,可在时域内建立液舱内不规则流体晃荡问题的流体动力学数值模型,并利用FORTRAN开发了一套可以模拟任意尺度和形状的液舱晃荡程序。首先模拟了单向激励下液舱晃荡问题,并将数值解与解析解进行比较,验证了其准确性和精度。在此基础上,针对不规则波激励下液舱晃荡问题进行了模拟,结果表明该方法可以有效模拟液舱晃荡问题。     

基于知识工程复杂产品开发过程的模型研究

 为了提高复杂产品开发的效率,驾驭复杂产品开发过程各个环节相互关联的复杂性,提出一种基于知识工程的复杂产品开发过程新模型.该模型把知识工程理论融入复杂产品开发全生命周期过程中,通过知识推理技术从数据库和知识库中获取相应开发阶段的知识和数据来驱动和指导整个复杂产品开发过程,以更好地重用设计知识.研究了该模型的关键技术,包括复杂产品开发知识处理技术和基于知识的CAD/CAM/CAE/CAPP集成技术,提出了两种知识处理方法,即基于规则-对象-框架的知识处理方法和基于规则-实例的知识处理方法,并研究了相应的推理算法;以知识库、数据库、规则库和实例库为基础,通过PDM,STEP中型文件、规则、实例和知识等,实现CAD/CAM/CAE/CAPP集成.最后,通过数据库技术、编程语言VC# . NET和CATIA软件实现了隧道掘进机（TBM）主机的快速设计系统,有效地减少了隧道掘进机主机开发的复杂性和缩短开发周期,以TBM主机为应用实例进一步介绍该模型的合理性和有效性.     

基于知识的桥梁参数化建模

采用基于知识的参数化建模方法对桥梁的参数化建模进行研究,提出了桥梁设计知识表达模型,知识获取方法,桥梁结构拼装算法,桥梁智能变动算法。应用6×70m预应力混凝土连续梁桥抗震设计建模的实例表明,基于知识的建模方法与传统的建模方法相比,随着桥梁结构复杂度的增加,基于知识的建模方法耗费的时间增幅有下降的趋势;而对于需频繁修改的模型,基于知识的方法能有效提高桥梁建模的效率。     

基于知识图谱的产品适应性设计辅助决策方法

目的 针对当前产品适应性设计过程中缺乏需求与运维知识的融合、设计案例知识难以有效组织、设计知识重用率低等问题,提出一种基于知识图谱的产品改进设计辅助决策方法。方法 建立产品适应性设计辅助决策框架;采用知识图谱构建的方法,通过对产品运维知识数据源的特性分析,完成本体建模,实现知识图谱模式层的定义、知识实体与实体关系的抽取以及知识融合数据层的构建;在运行环境-故障模式映射关系与子图的匹配下,实现新的产品运行环境中潜在故障模式的推理,以及案例数据与CBR适应性设计措施的匹配,生成潜在故障模式下改进设计方案的候选集,并对改进设计方案进行多属性评价,实现改进方案的排序和决策。结果 以工程盾构螺旋输送机产品的适应性设计过程辅助决策为例,验证了该辅助决策方法的可行性和有效性。结论 采用知识图谱技术构建产品全生命周期数据实体关系,能够较好地解决知识融合、知识组织以及知识重用率低等问题,提高了设计效率。     

软测量建模中的过失误差检测新方法

软测量建模中建模数据的准确与否直接影响到模型的精度,因此通过对建模数据进行过失误差检测可以确保建模数据的质量.文中提出了一种基于聚类分析的过失误差检测方法,该方法脱离了传统检测方法依赖于机理模型的束缚,更好地适应软测量的特点.针对软测量建模过程中建模数据过失误差检测的特性提出了一种新的聚类方法,这种新方法依据各数据点到数据中心的欧氏距离进行聚类,可以有效地将过失误差从数据集中剔除.实验表明这种基于聚类分析的过失误差检测方法具有很好的效果.     

开发知识级问题求解建模

开发知识级问题求解建模正在导致知识工程的重大变革。鉴于知识表示的本体论可以作为开发知识级建模的基础理论，我们提出描述问题求解过程组织的本体论ＲＡ和刻划领域世界结构的本体论ＯＴ，并设计了基于这两个本体论的问题求解建模方法。由于面向知识级建模分析的特点，支持该方法的建模环境ＫＭＥＰＳ有效地克服了面向符号级实现的知识工程的弱点。     

反求工程中融合特征捕捉的光学三维测量方法

特征在反求工程实体建模中具有重要的作用,在三维测量过程中实现特征捕捉,可保证实体建模的精度和效率。提出了基于格雷码投影的融合特征捕捉的光学三维测量方法,在测量过程中采集一幅无光栅图像,通过无光栅图像的边界检测与格雷码特征提取相结合,实现了三维测量与特征捕捉的融合。对典型工业零件进行了实验,在测量过程中实现特征的有效捕捉,保证了特征的识别和精确提取,测量效果良好,分辨力达到了 0.1mm。该方法在反求工程中具有一定的实用价值。     

Development of a technology for protecting groundwater from <Superscript>137</Superscript>Cs on the territory of the BN-350 reactor facility

The ability of clinoptilolite from the Chankanai deposit to take up ¹³⁷Cs from groundwater and liquid radioactive waste from the BN-350 reactor facility on the territory of TOO MAEK-Kazatomprom in Kazakhstan was studied. The results of semicommercial tests demonstrate the efficiency of using clinoptilolite as a reagent material of the geochemical barrier for preventing the radionuclide migration into groundwater in case of leakage of tanks for storage of liquid radioactive waste. A design of the geochemical barrier was suggested.     

Heat Transfer by Thermo-Capillary Convection Sounding Rocket COMPERE Experiment SOURCE

This paper describes the results of a sounding rocket experiment which was partly dedicated to study the heat transfer from a hot wall to a cold liquid with a free surface. Natural or buoyancy-driven convection does not occur in the compensated gravity environment of a ballistic phase. Thermo-capillary convection driven by a temperature gradient along the free surface always occurs if a non-condensable gas is present. This convection increases the heat transfer compared to a pure conductive case. Heat transfer correlations are needed to predict temperature distributions in the tanks of cryogenic upper stages. Future upper stages of the European Ariane V rocket have mission scenarios with multiple ballistic phases. The aims of this paper and of the COMPERE group (French–German research group on propellant behavior in rocket tanks) in general are to provide basic knowledge, correlations and computer models to predict the thermo-fluid behavior of cryogenic propellants for future mission scenarios. Temperature and surface location data from the flight have been compared with numerical calculations to get the heat flux from the wall to the liquid. Since the heat flux measurements along the walls of the transparent test cell were not possible, the analysis of the heat transfer coefficient relies therefore on the numerical modeling which was validated with the flight data. The coincidence between experiment and simulation is fairly good and allows presenting the data in form of a Nusselt number which depends on a characteristic Reynolds number and the Prandtl number. The results are useful for further benchmarking of Computational Fluid Dynamics (CFD) codes such as FLOW-3D and FLUENT, and for the design of future upper stage propellant tanks.     

断层数据三维重构技术的研究进展

基于断层数据的三维重构已经成为国内外的研究热点，并成为工业快速反求工程的一种新的研究方向。本文总结国内外关于断层数据三维重构技术，以综述的形式对各种方法进行阐述，比较出各自的优缺点，吸取医学CT领域的重构技术的经验，寻求解决决面向制造的而不仅仅是面向对视化的基于断导数据的三维重构技术，该项研究对新产品的快速设计制造具有重要理论和应用意义。     

Computational slosh dynamics: theory and industrial application

 The effect of liquid sloshing upon the performance, control, and acoustics of vehicles is becoming more pronounced with the increasing size of fuel tanks. Especially the fundamental natural frequency and the viscous damping rate are important quantities from an engineering point of view. Theory and industrial application for calculating numerically sloshing effects of viscous liquids within fuel tanks are presented for various container geometries. The numerical treatment uses the volume-of-fluid method for calculating the free surface flows. The efficiency and the error level of the chosen numerical approach are evaluated by academic benchmark tests. The industrial application presented covers a typical contemporary automotive fuel tank and its sloshing problems. Received: 27 May 2002 / Accepted: 6 January 2003 This work has been performed as a part of the automotive slosh research at KAUTEX TEXTRON GmbH & Co. KG, Bonn. In addition, the author expresses his thanks for submitting helpful papers by W. Eidel and H. Bauer, Neubiberg.     

Reverse engineering of machining operation planning

Computer-aided process planning (CAPP) is becoming increasingly crucial to today's computer-integrated manufacturing (CIM) and rapid production. To automate the process planning, feature-based operation planning systems have been suggested and studied extensively. In such a system, given a machining feature, the operator requires practical machining operation data for the feature. In this research, a system of reverse engineering is proposed to extract machining features and their associated machining operation data. Furthermore, a machining know-how database containing the extracted data is created for future operation planning. Since successful NC programs contain the machining know-how of skilled workers, the system is aimed at extracting the machining know-how data from the NC programs through reverse engineering. The extraction of the machining features and feature topologies has been addressed previously. The present paper deals with the extraction of machining operation data, including operation sequence, cutting conditions, machining type and cutting mode. A prototype of the system is developed and a machining know-how database is generated. The extraction of machining features and their associated machining operations has been verified through a variety of NC programs.     

液态金属包层中氚提取技术的研究进展

为了完成ITER液态金属包层氚提取系统（TES）的设计,针对液态包层材料——液态锂、液态锂铅、盐溶液和氟化物盐中提取氚的方法进行了调研。调研结果表明：钇粒子床法和溶盐萃取法适用于液态锂中氚的提取;膜渗透法、鼓泡器法和钠回路附设冷阱法对液态锂铅中的氚提取是很有希望的,尽管氚扩散通过锂铅合金边界层的速率缓慢,增大了氚提取的技术难度,但鼓泡器法具有更高的气一液间接触面积,自90年代以来技术发展最为成熟;氦气清洗和真空萃取法已成功运用于氟化物盐包层中氚的提取。尽管任何一种氚提取方法都有工程化的现实前景,但为解决氚提取系统中杂质影响和各种相互作用的问题,开展材料和基础化学方面的广泛研究是必要的。