平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描CAD求解

针对平面并联机构无奇异位置工作空间求解困难、过程繁琐、计算量大等问题，提出了基于CAD求解平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描方法。将[n]自由度平面并联机构分解成[n]条支链进行独立分析，得到每条支链下末端执行器的可达区域，再将所有支链可达区域取交集即为平面并联机构工作空间。应用SolidWorks软件建立平面并联机构模型，进行几何特征处理，通过自动求解器求解，将求解过程图形化，快速得到同轴布局5R机构和平面3-RPR并联机构的无奇异位置工作空间。通过同轴布局5R机构的运动学实验，验证了该求解方法的可行性。     

两种3D打印用雾化Ti-6Al-4V粉末的对比研究

本研究分别利用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化(VIGA-CC)和等离子旋转电极(PREP)两种技术制备出球形Ti-6Al-4V合金粉末,作者利用SEM、同步辐射CT扫描-三维重建和氩气含量测试等分析手段对不同粒径的Ti-6Al-4V合金粉末的孔洞缺陷和氩气含量、硬度值进行了表征。实验结果表明, VIGA-CC粉末粒度分布宽,细粉收得率较多,粉末粒度分布在40~180 μm之间, PREP粉末的粒度分布较窄,主要集中在110~180 μm之间；金属粉末内部的孔隙率、气体含量和孔尺寸随着粉末粒度的增大而增大,且同一粒径范围内VIGA-CC粉末的气孔概率多于PREP粉末；随着粉末粒径减小,粉末截面组织逐渐细化,其硬度值逐渐升高,整体上VIGA-CC粉末硬度值高于PREP粉末。     

Three-dimensional surface profile measurement of a cylindrical surface using a multi-beam angle sensor

To investigate the application of the multi-beam angle sensor (MBAS) to high-precision optical aspheric and freeform surfaces, which are critical components in optical systems, we present a method of using an MBAS to reconstruct an aspheric surface from angle data. The MBAS is based on a multi-autocollimator system with a microlens array, which can split the beam into several spots and can convert centroid detection of the light intensity into an angle measurement. The MBAS is designed to address the curvature-range problem via a circumferential scan better than other methods and automatically eliminates the tilt error caused by rotation of a workpiece. Using a tracking technique, the MBAS can automatically determine focal spot positions from the centroid measurement of the light intensity. This is directly related to the accuracy of the angular difference measurement. The experimental results confirm the feasibility of using an MBAS for 3D surface profile measurements of cylindrical surfaces.     

高温作用后岩石裂隙渗流试验及其模型分析

在油、气能源地下存储、高放核废料地质处理中,岩石的温度和裂隙渗透压力会显著地影响岩石裂隙的渗流性质。当渗透压力梯度逐渐增加时,渗流流量随之增大,使得Darcy流转变为非线性渗流。为研究高温致裂岩石裂隙渗流的基本规律,采用自行研制的温度-应力-渗流多场耦合仪(该系统由围压、轴压和渗透水压3套相互独立的加载部分组成),在1 MPa的围压作用下,对高温作用后的岩样进行不同渗透压下的渗流试验,研究渗流流量与压力梯度的演化规律,并基于三维CT扫描技术对渗流试验后的岩样内部裂隙开度进行逐层检测,获得岩石裂纹开度统计分析以及岩石逐层孔隙率统计分布,能清楚的观测到岩石内部裂隙的网络结构,可为研究岩石多裂隙渗流提供依据。通过Forchheimer方程描述渗流流量与渗透压力梯度的关系,将渗流过程分为Darcy流与非线性渗流2个阶段,并引入非线性因子E,在实际岩体工程中大多定义E=0.1作为线性流和非线性流的分界点,从而求解出临界Darcy流的阈值和临界雷诺数。为了研究不同渗透压力下动量相对损失率的大小,采用欧拉数来计算岩石裂隙渗流的动量相对损失率。结果表明,随着渗透压力的增加,动量相对损失率呈现出先减小后增加的趋势。在某一渗透压力下,欧拉数达到极小值,表明在其压力作用下流体流动的变化率最小,对实际工程中研究高温致裂岩石裂隙渗流具有指导意义。     

单测线法估算随机节理迹长的数值技术

由于现场条件的限制，有时只能采用单测线法来估算随机节理的真实迹长，即随机节理迹长取样偏差的纠正。为了更准确地估算随机节理的真实迹长，建议首先采用随机节理优势组数的概率统计划分方法，将测线法获得的随机节理进行优势组数划分；获取每一条随机节理的观测迹长和每一组节理的平均观测迹长；应用概率统计的方法求得每一组节理迹长的概率分布密度特征函数；最后，采用半迹长估算法来实现各组随机节理的迹长取样偏差，获得了较符合实际的成果。     

高温后静置混凝土的微观分析

通过X射线衍射分析及扫描电镜观察，研究了经高温、冷却并静置若干时间后混凝土物相及微观形貌随受火温度、静置时间和冷却及养护方式等的变化情况，探讨了火灾高温静置后混凝土抗压强度变化的原因。结果表明：高温静置后，混凝土的力学性能发生了明显变化。     

孔洞型碳酸盐岩应力敏感下孔隙结构CT研究

目前储层应力敏感性研究在微观孔隙结构层面研究不足,本文选取川中地区震旦系灯影组四段气藏孔洞型碳酸盐岩心,进行原位CT的应力敏感试验研究。试验表明:孔洞型碳酸盐岩的渗透率随地层有效应力的增加明显下降;有效应力的增加造成岩心的孔隙体积、孔喉直径、喉道长度均变小;岩心的孔喉直径分布曲线和喉道的概率分布曲线向橫坐标轴负方向偏移,形状因子的概率分布曲线向橫坐标轴正方向偏移,在不同的压力阶段对不同尺寸、形态的孔隙影响不同,对于微小孔隙和喉道伤害明显,孔喉连通性变差;压力变化造成岩心微观孔隙结构变化导致岩心渗透率下降,且随着有效应力降低岩心渗透率不能完全恢复,表明应力敏感造成不可逆伤害。     

LDS激光打标机的振镜扫描失真分析及矫正

LDS(Laser Direct Structuring)激光打标机的振镜扫描系统存在失真问题,从而造成动态聚焦误差。对激光振镜扫描系统失真问题进行了详细理论分析,建立了该振镜扫描系统的数学模型,讨论了振镜动态聚焦误差来源和误差表现,提出了LDS振镜扫描系统误差矫正方法,通过实验验证了该方法的可行性。     

基于条纹式激光传感器与机器人的扫描成像系统

提出了一种以条纹式激光传感器和工业机器人为平台对工件进行扫描检测并对其轮廓进行成像的系统方案。条纹式激光传感器移动式扫描工件获取工件轮廓的三维点云数据,然后结合特定的算法对点云数据进行去噪、插值、插补处理,使得点云数据能更加真实地反映工件的客观形貌,最终根据点云数据的信息生成工件轮廓的二值化图像。在实验中成像精度能达到0.1 mm 级,从而在某些特殊的工业场合替代传统的CCD 相机实现对工件的成像及检测定位,解决了传统CCD 的抗干扰能力不足的问题。