Analytical modeling of complex contact behavior between rock mass and lining structure

Based on the nondestructive test data of operating railway tunnels in China, this paper summarizes the basic characteristics of the complex contact behavior between the rock mass and lining structure. The contact modes are classified into dense contact, local non-contact, and loose contact. Subsequently, the corresponding mechanical model for each contact mode is developed according to its mechanical characteristics using the complex variable method. In the proposed mechanical model, a special algorithm is introduced to detect whether the local non-contact zone is re-contacted. Besides, a novel conformal mapping method is also proposed to accurately calculate the mechanical response of the concrete lining. Finally, the accuracy of the proposed method is verified by comparing it with the finite element method (FEM). Several parameter investigations are conducted to analyze the effects of different contact modes on the rock–lining interaction. The results show that: (i) the height of the local non-contact area does not have a significant effect on the contact stress distribution if no re-contact occurs; (ii) backfill grouting can reduce the local stress concentration caused by poor contact modes; and (iii) reducing the friction coefficient of the interface can lead to a more uniform distribution of internal forces in the concrete lining.     

三维表面粗糙度测量方法综述

表面粗糙度测量是评估零件表面特性的重要手段。经过二十多年的发展，三维表面粗糙度逐渐成为反映工件表面特性的重要指标。本文总结并比较了多种三维表面粗糙度的测量方法及特点，根据测量过程是否接触被测表面，将三维表面粗糙度测量方法分为接触式测量法与非接触式测量法。接触式测量法主要包括触针扫描法；非接触式测量法主要包括光学法(相移干涉显微法、相干扫描干涉法、数字全息法、共聚焦显微法、共聚焦色差显微法、点自动对焦法、变焦法、激光三角法和光切法)和电镜法(扫描电子显微法、扫描隧道显微法、扫描近场光学显微法和原子力显微法)。针对每种测量方法的发展现状，本文讨论了其适用范围及局限性，并指出未来的发展方向。     

B4C增强铝基复合材料钻削温度的非接触测量和多目标分析（英文）

采用光学高温计对在不同钻削条件下的B4C金属基复合材料的钻削温度进行非接触测量。研究了颗粒含量、切削速度、进给速率和刀具材料对最高钻削温度的影响。基于最高切削温度和刀具磨损对钻削参数进行优化。结果表明:对最高切削温度影响最大的因素主要为颗粒含量、进给速率以及切削速率与颗粒含量间的相互作用。切削速率与切削材料对最高切削温度的影响相对较小。当颗粒含量较小,切削速度较低,进给速率较高,利用硬质合金刀具时,切削温度较低。采用优化后的钻削参数可以获得较低的切削温度和较小的刀具磨损。     

精密孔径测量仪计量检定方法研究

精密孔径测量仪是一台以长光栅为标准,利用光电瞄准技术进行非接触绝对测量的高精度测长仪器;主要用于测量内孔直径,还可以用于测量轴径、两平行平面距离及玻璃尺刻线间距等。文中主要研究测量范围为(0~200)m m,分辨力为0.1μm的精密孔径测量仪的检定方法。     

基于锥光全息原理的测距系统研究

针对传统光学非接触测量方法环境适应性差、测 量范围小以及光源依懒性强等问题,提出基于锥光全息原理 的非接触式测量方法。在简要分析锥 光全息测量原理的基础上,设计出应用于距离测量的全息干涉测量系统,提出从条纹宽度变 化量获取被测物移动距 离的方法,并推导出条纹宽度与被测距离之间的关系;同时针对条纹图像散斑严重、条纹中 心不确定、条纹不清晰 等问题,提出相应的图像处理方法以及区域条纹搜索方法,可以选择清晰、光滑的条纹区域 ,进而计算被 测距离;最后,搭建了锥光全息干涉测距系统,并完成了测距实验。实验结果显示,与激光 干涉仪对比,锥光全息 干涉测量系统的测距误差在10μm以内;具有测量范围大、测量分辨 率和测量精度高以及环境适应能力强等优点,能够满足测量要求。     

基于人脸视频的心率参数提取

为了在舒适非接触环境下检测被试者的心率变化,本文设计了一种通过普通摄像头来检测心率参数的信号处理系统。首先,将KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法跟踪识别到的人脸视频图像转换到YCbCr颜色空间来进行皮肤检测,并同时转换到Cg颜色通道来提取高质量的光电容积脉搏波(Photoplethysmography, PPG)信号。然后,用Morlet复小波作为母波绘制PPG信号的小波能量谱图。最后根据心率信号的生理特性,去除伪点噪声,提取随时间变化的心率参数。实验结果表明,该方法在静息状态下的测量结果同标准仪器测量结果的平均绝对值误差|M_e|小于2 bpm(beats per minute),误差的标准差SD_e小于2.5 bpm,RMSE均小于2.6 bpm;头部运动状态下两种测量方法的|M_e|均小于2.3 bpm,SD_e均小于2.9 bpm,RMSE均小于2.9 bpm。对两种测量方法进行Bland-Altman一致性分析,其测量结果显示静息状态下差值的均数■为0.295 7 bpm,95%置信区间为-3.340 1~3.931 4 bpm;头部运动状态下■为0.383 2 bpm,95%置信区间为-3.677 1~4.443 5 bpm,表明本文提出的非接触式方法的测量结果同标准仪器的测量结果具有高度的一致性。     

同心双涡旋非接触真空吸盘防旋研究

为解决传统单涡旋吸盘由于内部旋转流场的作用引起被吸工件旋转从而导致非接触吸取失效的问题，提出一种同心双涡旋非接触真空吸盘技术方案，其内、外两个涡旋气腔结构同心但气流旋向相反。内涡旋产生真空提供吸力，外涡旋用于平衡内涡旋对工件产生的摩擦转矩。研究该型吸盘工作参数对被吸工件的摩擦转矩及吸力的作用规律，仿真结果表明：同样的供气压力下，外涡旋气流对被吸工件产生的摩擦转矩略大于内涡旋气流，表明可通过适当减小外涡旋腔的供气压力以达到防旋效果；同等供气流量下，双涡旋吸盘的吸力略小于单涡旋吸盘。分析了双涡旋吸盘关键结构参数对吸力的影响规律并进行了正交实验，得到最优结构参数组。加工制作双涡旋吸盘样机并进行了试验研究，结果表明：同等试验条件下，同心双涡旋非接触真空吸盘的吸力与传统的单涡旋吸盘的吸力基本相当，被吸工件所受的摩擦转矩可减小90%左右，很好地抑制了被吸工件的旋转，提高了真空吸取搬运的稳定性和可靠性。     

广播电视系统IC卡管理系统设计与应用

厦门广播电视集团存在各部门IC卡管理相互独立、管理混乱等缺点。为了整合集团所有的IC卡系统,实现＂一卡通＂计算机智能化管理,本文以综合信息管理系统、门禁系统和食堂售饭系统作为支撑平台,选用非接触式IC卡作为IC卡管理系统通用的IC卡,采用模块化设计思路,应用B/S结合C/S架构、ORACLE 9 I数据库设计IC卡管理系统,介绍了系统的结构、工作原理,详细叙述了系统各组成模块的工作流程。本文设计的IC卡管理系统在厦门广播电视集团的成功实施证明了该系统的有效性。     

A Novel Approach for Warhead Fragments Velocity Measurement Based on Laser Screen

The velocity of warhead fragment is key criteria to determine its mutilation efficiency.We have designed an optoelectronic system to accurately measure the average velocity of warhead fragments.The apparatus including two parallel laser screens spaced apart at a known fixed distance for providing time measurement start and stop signals.The large effective screen area is formed by laser source,retro-reflector and large area photo-diode with a central hole.Whenever a moving fragment interrupts two optical screen,the corresponding photometers senses the event,due to partial obscuration of the incident energy.Experiments have been performed to measure velocity of the different kinds of projectiles and fragments within various size and velocity ranges,including 7.62 mm bullet shooting experiments,prefabricated steel-ball exploding experiments.They were proved that the system is adequate to measure the velocity of larger than 5 mm,less than 1 000 m/s in the range,when fixed trajectory,test the velocity of the projectile average relative deviation is less than 4.21%.The system can perform satisfactorily with a lot of advantages such as larger effective light screen area,quick response speed,low uncertainty,strong repetition and reliability,etc.     

WiFense：从衍射模型到边界监控

近年来,随着普适计算概念的深入人心,智能感知技术已成为研究者们关注的焦点,且基于WiFi的非接触式感知因其优秀的普适性、低廉的部署成本以及良好的用户体验越来越受到学术界和工业界的青睐.典型的WiFi非接触式感知工作有手势识别、呼吸检测、入侵检测、行为识别等,这些工作若实际部署,需首先避免其他无关区域中无关行为的干扰,因此需要判断目标是否进入到特定的感知区域中.这意味着系统应具备精准判断目标在界线哪一侧的能力,然而现有工作未能找到一个可以对某个自由设定的边界进行精确监控的方法,这阻碍了WiFi感知应用的实际落地.基于这一关键问题,从电磁波衍射的物理本质出发,结合菲涅尔衍射模型(Fresnel diffraction model),找到一种目标穿越link (收发设备天线的连线)时的信号特征(Rayleigh distribution in Fresnel diffraction model,RFD),并揭示该信号特征与人体活动之间的数学关系;之后以link作为边界,结合天线间距带来的波形时延以及AGC (automatic gain control)在link被遮挡时的特征,通过越线检测实现对边界的监控.在此基础上,还实现了两个实际应用,即入侵检测系统和居家状态监测系统,前者的精确率超过89%、召回率超过91%,后者的准确率超过89%.在验证所提边界监控算法的可用性和鲁棒性的同时,也展示了所提方法与其他WiFi感知技术相结合的巨大潜力,为WiFi感知技术的实际部署提供了思考方向.