功能梯度材料零件快速成型方法

针对现有快速成型技术难以成型具有复杂材料属性的多维功能梯度材料零件问题,以功能梯度材料零件为研究对象,研究了一维、二维及多维功能梯度材料零件的快速成型方法,并应用该方法选取一维、二维功能梯度材料零件进行了实验验证。     

基于多尺度残差的生成对抗网络医学MRI影像超分辨率重建

针对医学MRI影像成像过程中由于噪声、成像技术等各种干扰因素引起的图像细节丢失、纹理不清晰等问题,提出了基于多尺度残差的生成对抗网络医学MRI影像超分辨率重建算法.首先,利用多尺度残差组改进网络中的残差块,局部残差特征聚合模块将残差组聚合在一起,实现残差特征的非局部使用,减少局部特征在网络传播过程中的丢失;其次,通过注意力机制获取对关键信息响应程度更高的通道和空间特征信息,进而提升重建图像的细节纹理效果;然后,将低分辨率图像的梯度图转化为高分辨率图像的梯度图辅助重建超分辨率图像;最后,将恢复后的梯度图集成到超分辨率分支中,为超分辨率重建提供结构先验信息,从而明确地指导高质量超分辨率图像生成.对比基于梯度引导的结构保留超分辨率算法(SPSR),本文所提算法在×2,×3,×4尺度下的峰值信噪比平均提高了0.72 dB,实验结果表明所提算法重建出的医学MRI影像纹理细节更加丰富、视觉效果更加逼真.     

异质材料零件切片数据插补研究

现代制造业对产品性能要求越来越高,因此零件成型精度与打印质量成为三维打印技术研究的关键问题. 本文基于空间微四面体异质材料零件建模,提出了异质材料切片数据插补算法,编写程序并仿真实验结果. 在课题组研发的三维打印成型系统上进行异质材料零件的成型实验,验证了所提算法的正确性. 该方法实现了异质材料零件色彩连续渐变,提高了异质材料零件成型精度和打印质量.     

一种新的功能梯度材料实体建模方法

在总结相关建模方法的基础上,提出了一种新的功能梯度材料实体建模方法,即将离散堆积理论运用到形体建模中,同时采用“体积法”在CATIA里很方便地创建离散化的几何模型。功能梯度材料建模基于梯度源理论,选取三维空间中的几何特征作为梯度源和给定材料分布方程,确定实体材料分布信息。为了满足材料建模的需要,将已有的3种布尔运算扩充到6种。论文最后给出了设计实例。     

超声左心耳图像的轮廓自动提取

针对经食道超声左心耳图像的分辨率低、对比度低、含有斑点噪声等问题,提出了一种结合左心耳解剖位置和超声图像灰度及相位信息的方法,全自动定位常规切片中的左心耳。首先,根据医生采集习惯,以左心耳在标准切面中的解剖位置为先验知识,结合其灰度特性,自动确定分割模型中的初始轮廓;然后,通过线型加权相位和梯度信息构造新的外力项,改进向量场卷积模型,完成左心耳轮廓的自动提取。300张左心耳超声图片测试结果表明,以医生手动勾勒的轮廓作为“金标准”,该方法自动提取左心耳的准确性为0.8969 0.0494、敏感性为0.9058 0.0762、特异性为0.9645 0.1687。分割效果优于传统的向量场卷积模型,能够解决自动定位超声图像中左心耳的初始轮廓和弱边界分割的问题。     

基于时空注意力的双分支视频超分辨率网络

视频超分方法对多幅低分辨图像进行融合、运动补偿等处理,重构一幅高分辨率图像.基于时空注意力的双分支视频超分辨率网络对运动补偿后的低分辨率图像分配不同的权重,并且引入梯度信息避免超分辨率图像出现结构失真等问题.本网络由一个重建高分辨率图像的图像分支和一个产生高分辨率梯度图的梯度分支组成.图像分支采用一组运动补偿后的低分辨...     

等离子熔积复杂金属零件的数字化制造方法

针对等离子熔积金属零件工艺特点,提出适应复杂形状金属零件的综合切片技术,包括适应单向生长、多向生长和渐变生长结构的等离子熔积制造需求的切片方法;引入具有全局优化特性的基于Voronoi图方法的轨迹规划技术,同时考虑自行研制的多轴数字化等离子熔积制造平台性能,提出了熔积电流和进给量等制造参数实时控制方法,通过帽形件和中空螺线管制造实验验证了该方法的有效性. 本方法解决了等离子熔积复杂金属零件的支撑工艺问题,并通过再切片方法消除了熔积制造中的阶梯效应,提高了制造精度. 为等离子熔积制造复杂形状金属零件提供了较为完整的数字化理论与技术支持.     

基于残差连接卷积神经网络的图像超分辨率重构

针对基于卷积神经网络超分辨率重构算法中存在的感受野较小、梯度信息易丢失与网络收敛较慢等问题,提出了基于残差连接卷积神经网络的图像超分辨率重构算法。通过在低分辨率空间进行图像的超分辨率重构,减少了图像预处理过程,降低了网络复杂度。利用局部和全局残差连接,对卷积网络结构和亚像素采样层进行改进,局部残差促进了网络中信息的流动,全局残差使网络只学习图像残差信息,减少了网络冗余。通过增加网络深度扩大了感受野,使网络学习到更多的重建信息。实验结果表明:本文算法的PSNR和SSIM值相较于其他算法有不同程度的提升。     

压缩编码孔径红外成像超分辨重建

为了利用低分辨率红外探测器获取高质量图像信息,对基于频谱面的压缩编码孔径成像方法和超分辨率图像重建算法进行了研究。首先,在频谱面加入孔径编码器,通过傅里叶变换对采样图像信号进行编码压缩。然后,利用光学成像系统的分片光滑性,实现信号在傅里叶变换域的稀疏表示。最后,提出了两点步长梯度法与自适应非单调线搜索策略相结合的梯度投影并行加速算法,用于完成对稀疏信号的超分辨重建。实验结果表明,该算法能够以远小于原始信号的数据量重建出高分辨率图像信息。     

生长型制造应用系统变厚度切片软件

本文对最近发展起来的生长型制造技术应用系统中的切片软件提出了一种新的构想，即采用变厚度的切片方式处理ＣＡＤ软件设计的零件模型．     

基于 SolidWorks98 三维模型切片软件研究开发

目的研究开发用于快速成型技术的三维实体模型切片软件. 方法基于 SolisWorks98 平台用 VC++5.0 进行二次开发. 结果实现了切片处理菜单的加挂, 三维实体模型自动切片和二维切片文件自动存储三大功能. 结论该软件的研究开发满足了经济型 SSM 系统切片处理的需要, 达到了预期的目的. 当然该切片软件还存在一些问题, 如操作麻烦, 储存容量大等, 还有待进一步完善.     

基于连续介质力学的形变地球重力场描述

地球重力场的时空结构与分布特性无论在基础理论研究还是在地理空间信息建设中都具有重要意义.地球表面上的观测仪器检测到的只是某一个质点的重力变化,但是理论研究却是基于引力和引力位场方程进行的.基于连续介质力学的基本理论,给出了地球密度变化、引力和引力位变化的Lagrange和Euler描述,明确了重力场变化的若干概念,它对于高精度地球重力场时空变化的理论研究具有参考价值.     

散乱点云自适应切片算法研究

提出一种散乱点云自适应切片算法,该算法建立点云动态空间索引结构,基于该结构快速准确获取切片邻域数据并确定各层切片位置,依据邻域数据与切片的位置关系将其分为正负两个区域,通过正负区域配对点连线与切片求交获取切片数据点,并采用最小生成树算法排序,得到有序的切片数据点,实现散乱点云的自适应切片,实例证明该算法适用于逆向工程中各种复杂型面点云数据,切片数据获取精度高,算法运行速度快.     

基于三维T样条的异质材料实体建模与切片

为了实现异质材料实体模型应用于增材制造技术的可能性，开发通用的、可同时用于设计、分析和制造异质材料实体模型的建模与制造工艺. 提出基于三维T样条的异质材料实体重建方法，实施自适应细分得到三维T型控制网格. 通过最小化能量泛函逐步拟合四面体网格模型及异质材料属性，使得几何结构和材料分布均得到较高的拟合精度. 为了提高重建过程的计算效率，只对局部误差较大的区域进行自适应细分，在参数域内插入控制点. 采用自适应细分的三维T样条与均匀细分的三维NURBS，分别实施渐进式重建框架. 结果表明，三维T样条能够在达到相似甚至更优的拟合精度的前提下减少冗余控制点. 针对增材制造中的切片工艺，利用适用于异质材料实体模型的直接切片方法，结合三维T样条和基于八叉树结构的自适应细分过程，得到三角网格分层切片结果. 实验结果表明，该算法对异质材料实体模型的直接切片过程是有效和可靠的.     

喷泉码纠错的无线网络切片传输时间分析

为了提高无线通信中网络切片传输的吞吐率,避免引入大量的反馈延时,将无重传的喷泉码机制用于无线网络切片的纠错传输.在该方案中,采用基于喷泉码的前向纠错机制代替传统的自动重传请求机制,实现网络切片的无线传输;并针对喷泉码纠错机制,优化了网络切片的切片方案.这种方案,通过喷泉码无重传以及低冗余度的纠错特性,可以降低网络切片传输协议的复杂度和传输延时;尤其在丢包率较大的网络环境下,单位时间内喷泉码方案可以传输更多的有效切片数据,提高无线网络切片的传输吞吐率.在此基础上,分别构建了基于喷泉码的无线网络切片传输系统和基于自动重传请求方案的无线网络切片传输系统,并对这两个系统的传输时间进行了分析和比较.仿真结果表明:当网络丢包率超过5×10-2时,网络切片采用喷泉码方案具有比自动重传请求方案更低的传输时间;当丢包率为10-1时,喷泉码方案的传输时间比自动重传请求方案可降低22%以上;随着丢包率的增大,喷泉码方案在传输时间上的优势更加明显.     

Design and development of SiC/(W,Ti)C gradient ceramic nozzle

The idea of functionally gradient material (FGM) theory was used to design ceramic nozzle based on the erosion wear behaviors of the ceramic nozzles and the outstanding properties of FGM. The purpose is to reduce the tensile stress at the entry region of the nozzle during sand blasting processes. The design theory and methods of gradient ceramic nozzle were proposed. The physical, micromechanical, and composition distribution models of gradient ceramic nozzle were established. The optimum composition distribution of the gradient ceramic nozzle material was determined from the solution of the multi-objective optimization calculation by constructing the models of the composition distribution versus the structural integrity of the compact in fabricating process. Results showed that compressive residual stresses appeared at the entry area of the gradient ceramic nozzle. The optimized component distribution exponent p is 0.5. An SiC/(W,Ti)C gradient ceramic nozzle material was synthesized by hot-pressing according to the design result. Results showed that the surface Vickers hardness of the FGM-1 gradient ceramic nozzle materials was greatly improved in comparison with that of the other layers. Supported by the Specialized Research Fund for Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 20030422105), the Natural Science Foundation of Shandong Province (Grant Nos. Y2004F08, Z2003F01) and the Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-04-0622)     

梯度功能材料热传导问题的泛函和变分原理

本文尝试从梯度功能材料热传导问题的控制方程出发，证明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量约函数时的三维热传导问题的泛画是存在的，导出了相应约泛函，建立了相应的变分原理．     

基于SolidWorks的CAD模型直接切层研究

针对面曝光快速成形系统的需要,提出了基于SolidWorks的CAD模型直接切层方法.利用SolidWorks在工程图环境下的剖切功能,实现对CAD模型的直接切层.解决了对复杂CAD模型切层时出现的截面错位问题.论述了用于多种曝光模式的截面填充样式的实现方法.以该切层方法得到的CAD模型的截面图形作动态掩膜,利用面曝光快速成形系统成功制作出了三维实体原型,表明该直接切层方法适用于面曝光快速成形系统.