3D打印模型切片及路径规划研究综述

3D打印包括建模、分层切片、路径规划及打印等过程。对3D打印中三维模型数据处理技术核心--切片和路径规划进行综述。介绍3D打印切片软件中针对单材料不同格式的模型切片处理方法,阐明了3D打印中的不同工艺参数影响下的切片算法,包括各类分层切片算法和扫描填充算法,说明每种算法的优缺点,并对现有的单相均质模型切片算法进行对比分析与评价,总结模型切片处理算法的不足,提出改进方向以及未来研究多材料3D打印模型数据处理的切入点。     

基于响应面法的无轨伸缩式门式起重机轻量化设计

依赖于传统经验方法的无轨伸缩式门式起重机结构设计往往趋于保守,材料浪费严重,为了充分发挥材料的承载性能,有必要对它进行优化分析。对无轨伸缩式门式起重机结构进行优化设计时,针对非线性接触模型计算不收敛与计算效率低等问题,提出以节点耦合模型代替接触模型来构建响应面近似模型,并将近似模型与多岛遗传算法相结合对结构参数进行优化。以某无轨伸缩式门式起重机各构件截面尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度、自重为模型响应,通过调用Isight平台中最优拉丁超立方设计方法产生设计变量样本点,再由试验设计（design of experiment,DOE）模块调用有限元分析软件ANSYS完成样本点模型仿真以筛选出对响应影响较大的设计变量。利用优选后的设计变量构建响应面近似模型,以结构强度和刚度为约束条件,门式起重机结构质量最轻为优化目标,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明：在保证结构性能的前提下,优化后门式起重机质量减轻23.4%,轻量化效果明显。所提出的优化策略可较快获得全局最优解,减少了计算量,为无轨伸缩式门式起重机结构改进提供了理论依据。     

基于超图和样本自表征的谱聚类算法*

针对传统谱聚类算法仅考虑数据点对点间的相互关系而未考虑数据间可能隐藏的复杂的相关性的问题,提出一种基于超图和自表征的谱聚类方法。首先,建立数据的超图,得到超图的拉普拉斯矩阵表示;然后,利用L2,1-范数对样本进行行稀疏自表征,同时融入超图来描述数据间多层次的相互关系;最后,利用生成的自表征系数进行谱聚类。利用基于超图的样本自表征技术考虑了样本之间复杂的相关性。通过在Hopkins155等数据集上的实验表明,在聚类错误率评判标准下,算法优于现有基于普通图的谱聚类算法SSC、SRC等。     

无砟轨道精调车轻量化设计

为使无砟轨道精调车结构悬臂处静刚度满足设计要求,并减少结构自重,对其进行优化设计。考虑到结构动态特性对结构性能的影响,首先,运用ANSYS软件对其进行谐响应分析,得出对精调车结构动态特性影响最大的固有频率;然后,以该阶频率和结构自重为优化目标,利用最优拉丁超立方试验设计方法对各变量进行灵敏度分析,获取最终设计变量;最后,在ISIGHT软件中建立了精调车结构的响应面近似模型,并利用粒子群算法对响应面近似模型进行多目标寻优。优化结果表明,精调车结构自重下降了6. 78%,第5阶固有频率上升为15. 67 Hz,满足了悬臂处静刚度设计要求,研究结果可为类似的精调车结构设计和改进提供参考。     

降低高纯铟中杂质锡含量的方法研究

以4N(99.99%)的铟为原料,通过电解精炼、中频冶炼、区熔熔炼和真空蒸馏的工艺提纯方法,来验证高纯铟产品中杂质锡的含量,产品需要满足Sn≤0.3ppm。使用GDMS的分析检测方法来判定铟中的杂质锡含量。结果表明,真空蒸馏的方法对铟中杂质锡含量降低效果明显,杂质Sn含量低于0.1ppm。     

TiC_x含量对热压制备TiC_x-Fe基复合材料力学性能的影响

以Ti_3Al C_2粉(体积分数为0%~40%)和Fe粉为原料,原位热压制备增强相体积分数为0%、7.6%、15.61%、24.07%、33.47%的Ti C_x-Fe基复合材料,并研究增强相Ti C_x含量对复合材料显微结构、力学性能的影响。实验表明,在1400℃下,原料Ti_3Al C_2的体积分数从10%~40%变化时,Ti_3Al C_2都分解形成Ti C_x,而Al原子逃逸出来进入Fe基体中,进而原位制备形成Ti C_x-Fe基复合材料。在三点弯曲实验中,当增强相Ti C_x含量为7.6%时,复合材料并没有被弯断,表现出了良好的韧性,当增强相Ti C_x含量为15.61%时,复合材料的抗弯曲强度达到了912.12 MPa;在Ti C_x含量为0%、7.6%、15.61%的复合材料的抗拉性能中,当增强相的含量为15.61%时,抗拉强度达到518.15 MPa,同时断后延伸率也达到5.19%;这主要归因于复合材料中Al的扩散以及增强相Ti C_x与Fe之间良好的润湿性。     

原位生成TiC_x增强Ni合金复合材料的制备及力学性能

以Ti_3Al C_2和Ni合金粉为原料,采用原位热压烧结法制备了Ti C_x/Ni合金复合材料。高温下Ni合金引起Ti_3Al C_2分解形成Ti C_x,Al原子和少部分Ti原子从基体中脱离,并与Ni合金发生反应。添加20%Ti_3Al C_2和40%(体积分数,下同)Ti_3Al C_2时,Ti C_x中x的值分别为0.625和0.715。利用XRD、SEM和EDS等表征方法对复合材料进行物相分析以及微观结构分析。研究表明,原位生成的Ti C_x与Ni合金基体结合牢固,所制备的复合材料具有优异的力学性能,添加20%Ti_3Al C_2和40%Ti_3Al C_2时,复合材料的压缩强度分别达到了2.2和2.09 GPa,相应的压缩断裂应变分别为9.6%和8.5%。     

刍议数字化地形测量中测绘新技术的应用

随着经济社会的不断发展,人们对地形测量的要求越来越高,传统的地形测量技术已经越来越不适应社会发展的需要,代之而起的数字化地形测量技术不断发展、成熟,逐渐成为地形测量的主流模式。数字化地形测量已经遍及土地管理、工程规划等多个方面,对生产生活产生了重要的影响。本文主要介绍了数字化地形测量的内容,分析了传统地形测量方法的缺点,重点阐述了地形测量精度问题以及GPS技术用于地形测量的特点,希望对数字化地形测量的相关工作人员有所帮助。