基于NURBS曲面的管道三维成像技术研究

管道的三维成像是处理变形检测数据最直观但也是最复杂的方式,而曲面的三维重建算法是实现管道三维成像的关键。为此,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面的三维成像技术,通过管道检测数据反求双三次NURBS曲面的节点矢量与控制点,并对管道机器人在检测过程中可能发生的周向转动进行优化处理,使用C++编程语言与OpenGL生成管道的三维模型,并对比了相同变形管道中,是否考虑检测机器人的周向转动对于成像效果产生的影响。研究结果表明:基于NURBS曲面的三维重建算法对于管道局部变形(凹陷变形、挤压变形)的表面重构精度较高,其成像效果清晰、逼真,且考虑检测机器人的周向转动时,所生成的三维模型表面过渡更加圆滑。研究结果可为油气输送管道三维成像技术的进一步研究提供参考。     

油气管道爬行机器人的设计及仿真实验

针对新建无流体管道、非常规流体管道、分支管道和逆流体流向管道等特殊工况下,传统介质推动机器人无法完成作业的问题,对能够适应特殊管道工况的油气管道爬行机器人进行了研究,完成了一种气动式爬行机器人的详细设计,包括结构设计和控制系统设计等.利用ADAMS虚拟样机软件对油气管道爬行机器人在U型和90°管道的动力学进行了仿真分析.结果表明,该油气管道爬行机器人具有一定避障和过弯能力,可以完成油气管道特殊工况下的检测和维修.     

SiCp颗粒增强铝基复合材料非共线非线性响应试验观察

采用粉末冶金方法制备的碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)受加工过程工艺影响较易出现SiCp颗粒分布不均等缺陷。传统的金相法及声速扫描法检测该缺陷存在破坏试样及定位困难且灵敏度不高等问题;基于谐波的穿透式共线非线性无损检测方法检测灵敏度高,但易受到其他非线性试验来源的干扰。为解决这一问题,利用基于波束混叠的非共线非线性超声检测方法,观察SiCp/Al的非共线非线性响应,探讨使用该方法检测粉末铝基复合材料非均匀性缺陷的可行性;建立非共线非线性超声检测试验系统,发现LY12铝合金及SiCp/Al试样内部的波型转换与波束混叠现象;利用非共线技术的空间可达、波型转换及频率方向可控等性质,成功剔除了非线性的试验来源,从试验上证明该方法能够观测试样内部的非线性,具备检测SiCp/Al试样均匀性的潜力。试验方法与结果为进一步研究非共线混叠波与粉末铝基复合材料均匀性的相关关系及扫查方法奠定基础。