基于迭代变形的多源数据融合技术

通过获取的数据进行三维建模的精度直接影响后续的设计与加工制造。目前数据采集有多种方式,而单一数据源建模已经难以满足需求,为解决这一问题,提出一种多源数据融合方法。首先运用基于启发式搜索策略的特征线提取算法提取固定模型的融合区域,然后采用迭代最近点算法实现两模型的空间位置匹配,最后基于迭代拉普拉斯变形对两模型进行表面形态融合,实现两者之间融合。数据源采用下颌CT数据以及光学三维扫描模型,试验表明该技术路线稳定可靠,融合过程无形态扭曲,最终结果反映物体真实物理结构,得到既有表面高精度又具有内部结构的三维模型。     

碳纳米管对激光选区熔化成形Al基复合材料的影响

基于激光选区熔化（SLM）方式,通过改变扫描速度,制备不同碳纳米管（CNTs,质量分数分别为0、0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%、2.0wt%）含量的CNTs/Al复合材料试件,探究不同CNTs含量与激光扫描速度对试件性能的影响。结果表明,CNTs含量小于1.0wt%时,分散效果较好,大部分CNTs以单根状态黏附于Al粉表面;含量大于1.0wt%时,CNTs团聚尺寸增大、数量增多。相同SLM成形工艺下,低CNTs含量的CNTs/Al复合材料试件内部孔隙较少,致密度较高;高CNTs含量的CNTs/Al复合材料试件内部孔隙逐渐增多,致密度降低。激光扫描速度为1 300 mm/s工艺下,随着CNTs质量分数的增加,CNTs/Al复合材料试件硬度呈先上升后下降趋势,在CNTs含量为1.0wt%显微硬度达到最高。CNTs/Al复合材料试件平均晶粒尺寸相对于铝合金试件更加细化,在CNTs含量大于1.0wt%时,尽管晶粒依然细化,但试件致密度降低造成显微硬度下降明显。     

基于曲率匹配和递归排序的自适应排样算法

为提高盘状毛坯的使用率,提出一种口腔修复加工中模型边界在盘状毛坯中的排样算法,主要包括边界匹配、多边形定位及递归排序.首先基于协方差矩阵及矩阵SVD分解算法对模型多边形进行分段,并采用等弧长曲线采样曲率匹配确定待匹配模型边界;然后依毛坯边界角度分布及沿圆周排样的思想确定模型轮廓的旋转和平移定位;最后提出一种基于包络率的递归排序算法,对在排样过程中发现的大孔洞可动态地调整排样顺序.实验结果表明,该算法可以处理不规则模型边界在任意形状毛坯中的排样,能有效地降低加工成本.     

二进制编码八叉树的海量点云邻域快速搜索算法

海量点云的邻域搜索是点云数据处理的关键技术,是对点云进行进一步处理的基础.针对海量点云数据邻域搜索效率较低的问题,提出了一种基于二进制编码八叉树的快速搜索算法.首先构建八叉树,利用一种二进制编码方式对八叉树的各个节点进行编码,即对空间3个维度分别进行编码;其次对邻域点进行查找过程,根据搜索半径直接确定需要搜索的高度;最后在确定的节点高度下,根据编码的特点直接计算所需要查询的邻域节点.实验结果表明,该算法准确性高、速度快,能够实现海量点云数据的快速邻域搜索.     

机械共混法制备丁腈橡胶/聚氯乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的结构及性能

用机械共混法将4种牌号的有机蒙脱土(OMMT)与丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混,制备了纳米复合材料,并对其微观结构、硫化特性、力学性能以及耐油性进行了考察.结果表明,该复合材料具有插层型结构;4种牌号的OMMT均能提高共混胶的硫化速率,且能提高纳米复合材料的力学性能,其中牌号为FMR 11的OMMT增强效果最好,当其用量为6份时,纳米复合材料的拉伸强度比纯胶提高了49.96%,撕裂强度提高了36.9%,扯断伸长率也有所提高;随着OMMT用量的增加,纳米复合材料的耐油性逐渐提高.     

刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法

针对刀轨环如何高效地连接成环切刀轨的问题,提出了刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法。首先在基于向量角分线的子域上生成等距环,然后建立刀轨环数组和生成环的多个单向链表,采取顺序取外等距环、逆序取内环的方式生成单根节点刀轨环关系树,提出尖角垂线过渡的连接方式,遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨,最后构建加减速数学模型并验证算法的有效性。试验表明,该算法计算效率高,无跳刀,满足实际加工要求。     

牙齿半自动精确分割算法

牙齿分割是数字化牙齿正畸的基础.针对现有的牙齿分割技术自动化程度低、分割不精确的问题,提出了一种牙齿半自动精确分割算法.该算法主要包含3个步骤:首先,手动拾取每相邻2颗牙齿间的一个特征点,利用每颗牙齿两侧的特征点构建局部凹陷感知调和场矩阵,计算模型局部区域的标量场;其次在局部网格上得一系列等值线,利用一种投票机制选取最佳等值线作为牙齿分割线;最后利用一种启发式的特征线提取算法对分割线进行优化,得到精确的龈缘线,实现牙齿的精确分割.实验测试所用数据全部来源于临床扫描数据,结果表明,该算法具有较强的适应性,能够实现牙齿的精确分割,分割精度能够控制在0.1 mm以下,不需要后续过多的手工交互,自动化程度较高,综合提取时间较少,能够满足实际需求.     

基于启发式搜索策略的牙齿生物特征线提取技术

牙齿生物特征线的提取是数字化口腔修复体设计的关键环节,针对现有的全局特征提取算法难以准确实现生物特征线提取的局限,提出了一种基于启发式搜索策略的牙齿生物特征线提取技术。首先分析牙齿预备体三角网格模型的特征信息;其次在提取过程中设计启发函数评估最优特征点,自适应地提取生物特征线,并对提取结果进行形态优化以保证提取质量;最后通过对100余例临床牙齿预备体数据进行生物特征线提取实验,验证了算法的有效性和实用性。     

温度对化学镀Co-W-P合金镀层性能的影响

研究了温度对化学镀Co-W-P合金镀层的厚度、成分、表面形貌、耐蚀性和磁性能的影响。结果表明:适当升高温度有利于提高镀速和增加合金镀层的厚度,但当温度高于90℃时,镀液容易发生分解。随着温度的升高,合金镀层中钴的质量分数逐渐增大,而钨和磷的质量分数迅速降低,使得镀层的耐蚀性降低。Co-W-P合金镀层呈现出典型的颗粒结构,表面均匀、致密。高温下合金镀层表面粗糙度增大,使得矫顽力明显下降。     

激光选区熔化熔池光强监测系统设计

熔池光强监测是激光选区熔化（SLM）过程监测的重要方法之一。针对SLM成形过程,建立了一套熔池光强监测软硬件系统,通过近红外滤光技术和光电二极管检测电路,获得成形过程中的熔池光强数据。针对时域信号不能可视化激光作用不同成形位置时的熔池光强变化,提出了采用映射算法对熔池光强数据进行建模。对变功率下熔池光强进行数据分析与建模,激光功率120 W熔池温度均值为1 404℃时,二极管信号均值为0.31 V,标准差为0.04 V,熔池较稳定;功率增加到220 W熔池温度为1 727℃时,二极管信号均值增加为0.81 V,标准差增加为0.22 V,熔池稳定性变差。表明该熔池光强监测系统可以获得工艺参数对熔池热辐射行为的影响规律,用于支持SLM成形工艺的研发与优化。