基于敏感度分析的机床关键几何误差元素辨识与评定

为了正确识别和判定机床关键几何误差元素对机床精度设计的影响,以PCV-620立式加工中心为研究对象,采用多体系统理论建立机床空间误差模型,从而得到机床几何误差元素与机床精度之间的关联函数。对空间误差模型进行灵敏度分析,获得机床各运动方向的局部灵敏度系数,完成机床关键几何误差元素的初步辨识。以局部灵敏度系数为基础,提出一种与局部灵敏度系数和工作空间中任意位置处的几何误差元素值相关的全局灵敏度系数计算方法,将其作为机床关键几何误差元素的辨识和评定标准,分析得到PCV-620立式加工中心的关键几何误差元素包含3项定位误差、3项垂直度误差和5项直线度误差。     

基于宇宙量子算法的微小零件尺寸检测

通过建立主、从式宇宙空间结构改善了量子算法的运行效率,非正交二次B样条小波和最小二乘小波支持向量回归机对零件边缘进行检测,给出了微小零件尺寸检测流程。试验仿真显示该算法对微小零件尺寸测量数据波动范围较小,方差值相比其他方法值较低,其中UQ算法测量的外轮直径测量方差值比HI、MM、AIT、IF、IGR算法分别减少了75.29%,78.40%,64.47%,60.95%,52.15%;UQ算法测量的内轮直径测量方差值比HI、MM、AIT、IF、IGR算法分别减少了72.89%,76.75%,62.66%,59.22%,50.13%,提高了微小零件的精度测量。     

基于自适应切空间的MRI图像配准

微分同胚是一种光滑可逆的变换,在MRI图像配准中可以保证图像形变后的拓扑结构保持不变,同时避免出现不合理的物理现象。为了在空间变换中获得更合理的同胚映射,高维空间中数据的非线性结构被考虑,基于流形学习方法提出一种自适应切空间的MRI图像配准算法。首先,把MRI数据构造成对称正定（SPD）的协方差矩阵,然后形成李群;接着,利用样本点邻域的局部切空间来表示李群的几何结构的非线性;接下来,在流形上用自适应邻域选择的方法形成的线性子空间去逼近局部切空间,提高切空间的局部线性化程度,从而最大限度地保留流形的局部非线性结构,得到最优的同胚映射。仿真数据和临床数据的实验结果显示,与传统的非参数微分同胚配准算法相比,该算法在高维稠密形变场上获得更高的拓扑保持度,最终提高图像配准精度。     

A canonical form-based approach to affine registration of DTI

Due to the orientation feature of diffusion tensor images (DTI), tensors need to be reoriented during an affine registration. There exists two active reorientation schemes: finite strain (FS) and preserving principal direction (PPD). However, FS scheme limits its application on rigid deformation and PPD scheme suffers from computation load caused by the iteration. In order to overcome these shortcomings, we propose a canonical form-based affine registration of DTI, named as CFARD. We transform voxel sets into canonical forms where an affine registration is simplified as a rigid registration, while still preserves the effects of non-rigid components. This transforming thus extends the application of FS scheme to affine deformation. Furthermore, to reduce computation load, the quaternion technique is skillfully employed to seek a closed-form solution of the optimal rotation where no iteration is required. Extensive experiments are conducted on synthetic and real DTI data from the human brain. In contrast to four existing algorithms, the proposed CFARD improves the consistency between tensor orientation and the anatomical structures after deformation, and performs a better balance between accuracy and computational complexity.

     

U71Mn钢轨铣削用PVD-TiAlN涂层刀片失效分析

目的分析研究PVD-TiAlN涂层刀片铣削钢轨(U71Mn)后的失效行为,确定涂层刀片铣削U71Mn的磨损机制及失效机理,为进一步改进铣削U71Mn用涂层刀片的使用性能提供指导。方法采用多弧离子镀技术在硬质合金基体刀片上制备了厚度约2.13μm的TiAlN涂层,通过扫描电子显微镜、能谱仪、金相检测仪等仪器,检测了刀片基体和涂层的显微组织和金相结构。采用立式铣床对U71Mn进行铣削,通过扫描电子显微镜观察失效刀片前刀面、刃口和后刀面的微观形貌,结合能谱仪微区成分分析,确定涂层刀片的磨损机制和失效机理。结果通过金相检测仪和扫描电子显微镜检测,YG10细晶粒硬质合金基体无明显组织缺陷。采用多弧离子镀制备的涂层膜基结合力等级为HF1,具有较好的膜基结合强度。失效刀片的刃口处存在贯穿前刀面、刃口和后刀面的裂纹,并且刃口区域的裂纹内部有被加工材料的填充物。后刀面裂纹尖端有涂层的微崩裂,前刀面的磨损带边界较后刀面磨损带边界平齐。刃口附近的涂层表面上出现了相互交联的裂纹。失效刃口多出现锯齿形缺口,缺口内部有大量的碎屑填充物,缺口对应的后刀面处分布着深浅不同的沟槽。磨损的刃口上粘接有大量的被加工材料。结论刀片的磨损机制有磨粒磨损、粘接磨损和氧化磨损。另外,刃口的崩裂在刀片失效过程中也扮演着重要角色,崩裂的缺口会为硬质颗粒提供存储空间,从而加剧磨料磨损,在多种磨损机制共同作用下,刀片刃口最终被磨耗而失效。可通过提高基体的强韧性、合理的刃口设计、改善涂层的韧性和结合力、提高涂层的抗氧化性等方面,提高涂层刀片铣削U71Mn的性能。     

临海富水砂层盾尾刷更换聚氨酯环试验研究

在盾构施工中，注浆法更换盾尾刷需要形成封闭且稳定的止水环，包括聚氨酯环和浆液环。本文结合临海富水砂层盾构施工实例，采集原位地下水对聚氨酯初凝时间、发泡倍率、固体强度等进行室内试验，结果表明：亲水型聚氨酯与地下水反应迅速，形成的固结体密实均匀，发泡率不高，且强度较低，疏水型聚氨酯呈相反状态；现场实际注入可考虑二者同时使用，先注入亲水型聚氨酯，后注入疏水型聚氨酯，并按照5∶1的用量进行控制。现场应用证明，形成的包裹体稳定且质量较佳。     

无侧隙端面啮合蜗杆副瞬态动力学分析

为了获得无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性,分析不同结构类型的蜗杆之间承载能力、变形间的关系。利用有限元法,建立蜗杆端面啮合杆副的动力学分析模型,对啮合瞬间进行瞬态动力学分析。首先,根据建立的端面蜗杆的动力学模型,进行瞬态动力学分析,分别得到端面啮合蜗杆副的接触应力、等效应力和总变形。其次,对无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性进行理论分析与比较,分别比较分析无侧隙端面啮合蜗杆副与无侧隙环面蜗杆副、无侧隙端面啮合蜗杆副与双滚子端面啮合蜗杆副的瞬态动力学性能及变形的情况。结果表明：有限元分析中端面啮合蜗杆副的应力、应变云图表明,啮合瞬间,蜗轮蜗杆至少同时啮合8对齿,可以清晰地看到最大应力在齿顶;同等条件下,端面啮合蜗杆副的接触应力较无侧隙双滚子包络环面蜗杆减小超过33%;端面啮合蜗杆副的最大等效应力仅为无侧隙双滚子包络环面蜗杆的22%;端面啮合蜗杆副较双滚子端面啮合蜗杆副具有较强的抗变形能力,当t≥0.056 5 s双滚子端面啮合蜗杆副随时间变形影响显著。几种新型蜗杆副的分析和比较可以反映其动/静力学特性,从而为该新型蜗杆在减速器等领域中的应用提供理论依据和工程应用价值。     

面向健康云的定制化网络安全服务

针对传统的云计算网络安全模式无法满足云用户不同的网络安全需求,本文提出一种面向健康云的定制化网络安全服务方案.该方案首先根据健康云用户的网络安全需求填写安全模板;然后,将安全模板进行加密;最后,由定制化网络安全服务系统自动分析处理,建立有效的安全规则,最终保护云用户安全.在医疗健康云平台上展开实验,对比传统方法,实验结果显示本文方法在性能改善上的有效性.     

有氧健身操对中年女性体质的影响

实验通过对城市部分持续参加一年以上有氧健身操运动和未参加运动的中年女性进行体成分、肌力和机能的测试,实验结果显示:长期有氧健身操运动可使体脂百分比下降,瘦体重增加,肌力增强,心肺功能提高,对预防心血管系统疾病、骨质疏松症,增强体质,具有重要作用。     

卧式加工中心空间精度预测及量化验证

为提高卧式加工中心整机加工精度,且针对卧式加工中心精度预测模型难以量化验证的问题,基于旋量理论建立了精度预测完备模型,在此基础上提出了一种新的精度预测模型量化验证方法。首先,以旋量理论为研究基础,并借助旋量指数积建立了某多自由度机器人末端运动学正解;其次,在分析了卧式加工中心几何误差的基础上,结合该机床运动链分析结果构建了卧式加工中心精度预测模型;进而借助"十二线法"完成了几何误差分离过程,并最终输出了机床精度预测结果云图;最后,基于ISO230-6的体对角线实验设计进行了精度预测模型量化验证。实验结果表明四条体对角线预测值与实验值符合程度较高,PPP、NPP、PNP、PPN预测与实际数据的平均偏差分别为-0.21μm、-1.06μm、-1.68μm、-0.05μm,有效验证了该卧式加工中心精度预测模型的正确性及合理性。